авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 30 | 31 || 33 | 34 |   ...   | 39 |

«Федеральное агентство по рыболовству Мурманский государственный технический университет (МГТУ) Мурманский морской биологический институт (ММБИ) ...»

-- [ Страница 32 ] --

Зависимость натяжения ваеров в функции скорости траления приведена на рисунке 5:

131. VYi g ( t) 50.764 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2. VXi t 1.2 2. Рисунок 5.

На этом рисунке обозначено:

VX=v,VY=F, g(t)=F(v).

g(t)= F(v)=24,436 v2 – 35,44 v + 58,105 (9) Функция g(t)=F(v) получена с помощью функции linfit(VX,VY,F).Функция пользователя найдена из (6) подстановкой числовых значений и формулы (8):

[ ) ]. (10) ( ) ( F (v ) = 44,09 0,127 v 2 0,841 v + 1,611 + 18,28 v 2 1 0,127 v 2 0,841 + 1, Значения g(t)=F(v) при l=250 м приведены в таблице 5.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Таблица 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2, v,м/с g(t)=F(v) 50,914 56,278 63,802 73,420 85,036 98,556 113,899 130, Если длина ваеров будет другой, то изменятся коэффициенты в формуле (10), а, следовательно, и в формуле (9).

Рассмотрим установившее движение судна (рисунок 6):

Рисунок 6.

Уравнение движения судна при v=const имеет вид:

Pe = Rc + F cos, (11) где Pe- сила тяги гребного винта;

Rc=kcv2 -сила гидродинамического сопротивления движению судна;

F- сила натяжения ваеров.

kc – коэффициент сопротивления движению судна Для БМРТ типа “Лесков” примем по данным проф. Кулагина В.Д. [5]:

kc= 2,757 кН с2/м Подставляя формулы (8) и (9) в выражение (11), получим:

[ )] ( ) ( Pe = 2,757 v 2 + 24,436 v 2 35,44 v + 58,105 1 0,127 v 2 0,841 v + 1,611 (12) Вычисленные значения тяги винта в зависимости от скорости траления при l=250 м=cons сведены в таблицу 6.

Таблица 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2, v,м/с 55,355 62,518 71,822 83,276 96,896 112,678 130,627 150, Pe,kн С помощью функции linfit(VX,VY,F) получаем формулу потребной тяги гребного винта в зависимости от скорости траления:

Pe=27,007 v2 – 34,503 v + 57,879 (13) Графики функций Pe(v),рассчитанные по формулам (12) и (13) приводятся на рисунке 7.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

150. VYi g ( t) 55.355 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2. VXi t 1.2 2. Рисунок Список литературы:

1) Ольховский В.Е. и др. Маневрирование промыслового судна: расчеты. М.:Агропромиздат, 1989.-111с.

2) Фонарев А.Л. Исследование равновесия прямого ваера. Сборник научных трудов КГТУ “Гидромеханика орудий лова”, 1998, с.64- 3) Суднин В.М. Стационарное прямолинейное движение системы судно-трал.-§2. диссертации на соискание уч. ст. докт. техн. наук. Рукопись, 2000,257с.



4) Кулагин В.Д., Герман Б.И., Маков Ю.Л. Практические расчеты остойчивости, непотопляемости и ходкости промысловых судов.-Л.: Судостроение, 1982, 197с.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

ПОВЫШЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ МОРСКИХ НАВИГАЦИОННЫХ РАДИОЛОКАТОРОВ ПРОТИВ ПОМЕХ, ВЫЗВАННЫХ ОТРАЖЕНИЯМИ ЗОНДИРУЮЩИХ ИМПУЛЬСОВ ОТ ПРОСТРАНСТВЕННО РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ЦЕЛЕЙ Суслов А.Н. (Мурманск, МГТУ, кафедра судовождения, mtafpk@mstu.edu.ru) Abstract. In the report features of performance of modern radar protection systems against the influence of spatially distributed objects are considered, their deficiencies are specified, methods of increase of radars obstacle resistance in these conditions are offered, efficiency of proposed decisions is appreciated.

В процессе радиолокационного наблюдения возможны ситуации, когда на приёмник радиолокационной станции (РЛС) действуют мощные помехи, которые могут вызвать перегрузку приёмного устройства. Наиболее опасными из таких помех являются сигналы, отраженные от распределённых целей – облаков, снежных зарядов, волнений водной поверхности и т.д. Перегрузка приёмника радиолокатора может повлечь потерю полезных сигналов в течение длительного промежутка времени. Для устранения указанного недостатка в современных морских навигационных радиолокаторах применяется ряд мер, в том числе широко используется быстрая автоматическая регулировка усиления (БАРУ) приёмника РЛС.

Принцип действия БАРУ основан на различии длительностей полезных сигналов, отражённых от точечных объектов и помех, вызванными отражениями импульсов радиолокатора от распределённых целей. В приёмнике РЛС предусмотрены два типа детекторов: один из них безынерционный относительно полезных сигналов (детектор сигнала) – выделяет огибающую суммы сигнала и помехи;

второй детектор инерционный относительно сигнала (детектор помехи) формирует на своём выходе напряжение, пропорциональное амплитуде только помехи. Напряжение с выхода инерционного детектора поступает на устройство, управляющее усилением приёмника РЛС (электронный регулятор усиления). Этот прибор преобразует входное напряжение таким образом, что коэффициент усиления приёмника радиолокатора оказывается обратно пропорциональным величине помехи на входе РЛС.

Описанная выше система способна защитить приёмник радиолокатора от перегрузки, т.е. в пределе сохранить неизменным соотношение сигнал – помеха на его выходе по сравнению с аналогичным параметром на входе устройства. Однако БАРУ, используемая в навигационных радиолокаторах, оказывается не способной подавить помехи от распределённых целей. Этот недостаток обусловлен особенностью работы амплитудных детекторов при приёме импульсных сигналов.

Видеоимпульс состоит из фронта, вершины и среза (рис.1 а). Для прямоугольного импульса фронт и срез имеют очень малую длительность по сравнению с длительностью вершины. При приёме радиолокатором радиоимпульса, отражённого от какого-либо объекта, амплитудный детектор приёмника РЛС оказывается инерционным по отношению к срезу принятого импульса (рис.1 б). Если же детектор имеет малую постоянную времени, то в этом случае сильно искажается вершина импульса. Таким образом, этот прибор не способен эффективно определять момент окончания принимаемого сигнала на фоне длительной помехи.





Для устранения указанных недостатков можно предложить следующую функциональную схему системы БАРУ (рис.2). Принятый антенной на фоне помехи от Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Рис.1. Структура видеоимпульса (а) и реакция амплитудного детектора радиолокатора на прямоугольный радиоимпульс (б) распределённой цели полезный сигнал поступает на усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. После усиления выходное напряжение поступает одновременно на детекторы сигнала и помехи. С выходов детекторов напряжения поступают на вычитающее устройство (ВУ), в котором выделяется напряжение, соответствующее огибающей радиоимпульса, отраженного от точечной цели. Для устранения искажений фронта и среза видеоимпульса, обусловленных действием амплитудного детектора, с выхода вычитающего устройства напряжение поступает на дифференцирующую цепь (ДЦ). Выходной сигнал дифференцирующей цепи пропорционален скорости изменения её входного сигнала. С выхода ДЦ сигнал поступает на первый вход устройства сравнения (УС). На второй вход устройства подаётся пороговый сигнал фронта, а на третий вход – пороговый сигнал среза видеоимпульса. При превышении выходным сигналом ДЦ порогового сигнала фронта, устройство сравнения принимает решение о наступлении момента времени приёма радиолокатором импульса отражённого от точечного объекта. В случае, когда сигнал на выходе ДЦ становится меньше порогового уровня среза, УС принимает решение об окончании импульса полезного сигнала. С выхода УС сигнал поступает на вход триггерной схемы (ТС), которая фиксирует уровень выходного сигнала в течение времени, соответствующее длительности вершины импульса. Засчёт использования цепи ДЦ – УС – ТС выходной импульс ТС имеет очень малые длительности фронта и среза по сравнению с выходным импульсом детектора сигнала. При этом амплитуда импульса ТС равна единице. С выхода триггерной схемы сигнал поступает на первый вход умножителя, на второй вход которого поступает сигнал с выхода ВУ. В этом случае выходное напряжение умножителя соответствует принимаемому импульсу полезного сигнала, при этом его фронт и срез имеют очень малые длительности.

Выходной сигнал умножителя вычитается из напряжения на выходе детектора помехи во втором вычитающем устройстве (ВУ2). Таким образом, напряжение на выходе ВУ действует в течение длительности помехи, создаваемой распределённой целью, а его амплитуда пропорциональна величине этой помехи. При этом в моменты времени, когда на фоне помехи появляется сигнал, отражённый точечным объектом, происходит быстрое снижение уровня выходного напряжения ВУ2 на величину, равную амплитуде принимаемого полезного сигнала. Следовательно напряжение с выхода ВУ2 можно использовать в качестве сигнала, управляющего коэффициентом усиления приёмника радиолокатора. При такой схеме включения система БАРУ будет не только предотвращать перегрузку приёмника РЛС от помех, вызванных отражениями радиолокационного сигнала от распределённых целей, но и подавлять эти помехи, не оказывая существенного воздействия на полезные сигналы, отражённые от точечных объектов.

На рис.3 – 4 показаны результаты имитационного моделирования воздействия мощной помехи на приёмник РЛС, не охваченный петлёй БАРУ. Из рис. 4 следует, что под воздействием сигналов, отражённых от распределённых целей, происходит Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Рис.2. Функциональная схема БАРУ Рис.3. Огибающая напряжения входного сигнала навигационной РЛС Рис.4. Выходной сигнал навигационной РЛС без использования системы БАРУ Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Рис.5. Выходной сигнал навигационной РЛС при использовании традиционной системы БАРУ Рис.6. Выходной сигнал навигационной РЛС при использовании системы БАРУ, содержащей ДЦ, УС и ТС снижение соотношения сигнал – помеха до уровня 0,43 (при единичном значении этого отношения на входе приёмника). Включение системы БАРУ (рис.5) позволяет в этих условиях достичь соотношения сигнал – помеха равного 0,67. При использовании описанной выше системы БАРУ (рис.6) выходное соотношение сигнал – помеха достигает уровня 1,6, что более чем в 2,5 раза превышает аналогичный параметр современных систем БАРУ.

Выводы:

1) современные системы защиты навигационных РЛС против помех, создаваемых распределёнными объектами, имеют низкую эффективность при малых отношениях сигнал – помеха на входе приёмника радиолокатора;

2) фактором, ограничивающим повышение помехоустойчивости радиолокатора в условиях воздействия на него пространственно распределённых помех, является инерционность детектора сигнала приёмника;

3) применение в приёмнике навигационных РЛС системы БАРУ с включёнными в её состав дифференцирующим звеном и триггерной схемой фиксации фронта и среза импульсов полезных сигналов увеличивает соотношение сигнал – помеха на выходе устройства более чем в два с половиной раза по сравнению с современными системами защиты радиолокаторов.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

ВОЗНИКНОВЕНИЕ СИГНАЛОВ ОСОБОЙ ВАЖНОСТИ НА МОРСКОМ ФЛОТЕ Суханов А.И. (Мурманск, МГТУ, кафедра радиотехники и радиотелекоммуникационных систем) Abstract. This thesis shows the role of signals of special importance in providing safety of navigation sine their introduction till present time.

Радио настолько прочно вошло в науку, производство, сельское хозяйство, в наш быт, что порой кажется, что так было всегда.

Но так было не всегда. Что стоит каких то 100-114 лет для заменой цивилизации - пушинка, секунда миг. Все верно, верно и то, что еще 114 лет назад слово «радио»

вообще не существовало, как не существовало и самого «радио». Но ученая мысль уже над этим работала. А пока суда, корабли уходили в многолетние плаванья и их судьба оставалась неизвестной. Правда существовала «бутылочная почта» Английская королева Елизавета даже учредила должность «откупорщика» океанских бутылок.

Только этому важному лицу разрешалось вскрывать « конверты» морских сообщений.

Но сами понимаете, что подобная почта редко доходила до адресата, а если и доходила, то с большим опозданием.

Вот почему мы до сих пор не знаем судьбу некоторых морских плаваний, экспедиции, штурмовавших Северный и Южный полюс. И вот наш соотечественник, преподаватель Минной школы и Минного офицерского класса в Кронштадте Александр Степанович Попов (1850-1906 г.) в месте со своим помощником Петром Николаевичем Рыбкиным в саду Минного офицерского класса на открытом воздухе провели первый в мире сеанс беспроволочной связи всего на расстоянии 60 метров. Об этом и было доложено на заседание физического отделения Русского физико химического общества 7 мая 1895г. Эта дата считается профессиональным праздником – днем Радио.

Труды А.С. Попова по изобретению беспроволочного телеграфа были опубликованы в некоторых зарубежных журналах. Международный электротехнический конгресс в Париже в 1900г. единогласно признал приоритет Попова в создание радио и в том же году на международной выставке в Париже приемник А.С. Попова был удостоен большой золотой медали.

Опыты продолжались, аппаратура совершенствовалась, в 1897 г. расстояние достигло 5 км, а в 1899г. прием на слух кодом Морзе достиг 50 км.

По достоинству оценил изобретение А.С. Попова. Вот что писал по этому выдающийся флотоводец и конструктор кораблей Степан Осипович Макаров : «От имени всех кронштадских моряков сердечно приветствую вас с блестящим успехом вашего изобретения», правда потом он с негодованием говорил: «Радио изобретено в России, а аппаратуру мы покупаем за границей»

И тут возникает ряд вопросов: почему Маркони знает весь мир, а А.С. Попова знают не все даже в России?

Попробуем разобраться Гульельмо Маркони родился в 1874г. (умер 1937). Не имея систематического образования, сведения об электромагнитных волнах он получил от итальянского физика А.Риги, с которым занимался в юношеские годы.

Спустя год, т.е. в 1896 г. он скопировал RX А.С. Попова и не найдя поддержки у властей Италии переехал в Великобританию, где и заинтересовал своим «Черным Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

ящиком» Почтовое ведомство и Адмиралтейство. В июле 1896 г. он подал заявку на патент «усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и в аппаратуре для этого». Английский патент Маркони получил в 1897г.

Но главное в том. что Маркони организовал большое акционерное общество «Маркони и Ко», где работали многие видные ученые и инженеры Великобритании, Италии и Франции. Он распоряжался миллионными средствами. Все это позволило Маркони уже в 1901 г осуществить радиосвязь через Атлантический океан. Правда, эта радиосвязь носила больше рекламный характер, нежели практический. И, тем не менее, радиостанция Великобритании передала три буквы и в Галифаксе (Канада) их приняли.

Фирма Маркони процветала. За успехи в области радио Маркони в 1909г получил Нобелевскую премию, прожил долгую жизнь и скончался в 1937г.

Ну а что же А.С. Попов? Он проводил опыты на море. Зимой на Черном море, летом на Балтике. Оборудовал корабли радиоустановками. Но прозябал в нищете.

На ходатайстве А.С. Попова о выделении ему 300руб. на опыты беспроволочного телеграфа, морской министр написал: «На такую химеру денег отпускать не разрешаю».

И тем не менее А. Попову удалось создать фирму «Дюкрете – Попов» (русско французская) Фирма выпускала 10-12 радиоустановок в год, всего их было выпущено 25, но в 1906г А.С. Попов скончался и фирмы как таковой не стало.

Акционерное общество «Маркони и Ко» процветало. Оно пользовалось приоритетом на поставку радиоаппаратуры на корабли и суда Великобритании и Италии.

Судовые радиостанции поддерживали связь с землей, и если судам случалось терпеть бедствие, в эфир шли призывы о помощи. Вначале специального сигнала бедствия не было. Радист взывал о помощи, как умел. Ввиду неразберихи в эфире и хаоса, который царил во взаимоотношениях государства в области радио, назрела необходимость установить определенный порядок. С этой целью в 1903г в Берлине была созвана международная радиоконференция.

На конференции в качестве специального сигнала для судов, терпящих бедствие, был рекомендован S S S D D D, который должен передаваться судами в случае призыва о помощи. Ранее применяемый для этой цели сигнал CQ (Come Quick)-" идите скорее" стал использоваться как сигнал общего вызова, таковым он и остается до сих пор. Но твердого решения поданному вопросу принято не было, поэтому фирма "Маркони" с 1904г. Ввела для судов, оборудованных радио-аппаратами ее системы, сигнал бедствия CQD «Come Quick Danger» -идите скорее. Бедствие. Такой сигнал бедствия впервые был послан американским пароходом "Республика". Радист этого парохода проснулся от сильного толчка. Ему казалось сначала, что он еще видит сон: одной стены радиорубки нет и виднеется бушующее море. Судно уже начинало погружаться в воду.

Бинс, радист "Республики", на свою ответственность послал CQD. Сигнал был принят пароходом "Балтик" который поспешил к месту катастрофы и спас пассажиров и команду (расстояние было 100 км). Сигнал CQD стал с тех пор все чаще встречаться в эфире.

Однако практика показала, что необходим более простой и разборчивый сигнал.

Этому вопросу была посвящена 2-я Берлинская международная радиоконференция (28 стран и Россия). Предложение фирмы "Маркони" утвердить сигнал CQD в качестве международного сигнала бедствия на море конференция отвергла, поскольку этот сигнал можно было легко спутать с сигналом общего вызова SQ.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Представитель германской фирмы «Сляби-Арко» предложил сигнал SOE. При обсуждении и этот сигнал был отвергнут, так как буква Е по коду Морзе, как одна точка при слабом приеме и в условиях помех могла выпасть. Поэтому было принято предложение заменить букву Е на букву S. Получился симметричный сигнал SOS (...

_ _ :..)-, который и был утвержден конференцией 3 ноября 1906 года, как единый сигнал бедствия на море.

Однако, после подписания этой конвенции некоторые судовые радисты еще несколько лет продолжали применять сигнал CQD. Этой же конвенцией для нужд бедствия была выделена частота бедствия 500 кГц (600м.).

После гибели "Титаника" сигнал SOS стал единственным радиотелеграфным сигналом бедствия на море. Это чисто условное сочетание, но мореплаватели вскоре стали расшифровывать этот сигнал как начальные буквы английской фразы "Save Our Souls"- спасите наши души.

А теперь рассмотрим катастрофу века - гибель «непотопляемого» Титаника. Вот некоторые выдержки из исторической повести Уолтера Лорда «Последняя ночь «Титаника»:

– Какой сигнал Вы посылаете?- спросил капитан Смит.

– CQD, – не вдаваясь в подробности, ответил старший телеграфист Филипс.

У Брайда (второго радиста) возникла блестящая идея. Хотя CQD являлся традиционным сигналом бедствия, на одной международной конференции не так давно было решено вместо CQD использовать сигнал SOS, его легко мог принять даже некудышный радист. И вот Брайд предлагает: «Пошли SOS, это новый сигнал, а то тебе может быть, больше не придется посылать его.

Филлипс посмеялся над этой шуткой и сменил сигнал. Часы показывали 00 час.

45 мин, когда с «Титаника» был послан первый в истории SOS. Это было 15 апреля 1912 г.

Последний сигнал Филлипса был принят в 02:17, за три минуты до того, как « Титаник » исчез с поверхности океана.

Гибель "Титаника" показал, что одному радиооператору работать на морских судах нельзя. Необходима круглосуточная вахта в радиорубке, но интересы судовладельцев взяли вверх и очередная радиоконференция отклонила предложение даже об обязательности радиоустановок на всех судах. Положительным было лишь то, что после длительных прений и дебатов было вынесено положение рекомендовать всем пароходным компаниям и судовладельцам иметь двух радистов на судне.

Конференция 1912 г. (Лондон) обязала судовладельцев иметь запасную радиостанцию с автономными источниками питания. Был введен код - Q.

В 1927 г. Международная радиоконференция (Лондон) ввела сигнал тревоги, сигнал срочности и безопасности.

Тревога 12 тире длительностью каждая в 4 сек с паузами между тире 1 сек.

Телефон F 2182 кгц. модулируется двумя тонами с fl = 2200 Гц. И f2 = 1300 Гц.

По переменно по 250 миллисекунд не больше 1 мин.

Бедствие SOS Mayday (Мэдэ) Срочность ХХХ – троекратное повторение Радиотелефонии PAN PAN – три раза Безопасность TTT – три раза Безопасность SECURUTE (секюрите) Чуть позже был принят сигнал «медицинский транспорт»

Телеграф: XXX XXX XXX YYY Телефон: (PAN PAN) – три раза плюс слово MAYDAEECAL (Медикаль) Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Каирская международная радиоконференция 1938 г. постановила: «Если на судне нет автоматического податчнка сигналов тревоги, то в распоряжении, радиооператора должны быть часы с секундной стрелкой для подачи сигналов тревоги ручным способом.

Международная конференция в Атлантик-Сити (1947 г.) обязывала судовладельцев иметь на борту запасную радиоустановку. К Регламенту прилагались рекомендации об исследовании эффективности сигналов Mayday и PAN, а также о слуховом наблюдении на частоте бедствия 2182 кГц.

В Международная радиотелеграфная конференция (Женева. 1959 г.) утвердила телефонный сигнал тревоги. Вводились периоды молчания. В диапазоне УКВ частота 156,8 мГц выделялась для передачи сигналов тревоги, бедствия, срочности и безопасности в телефонном режиме. С 1959 г. решения Женевской конференции в части сигналов особой важности не пересматривались.

Дублирование сигналов тревоги и бедствия за другое судно (радиостанцию) осуществлялось по следующей формуле.

Телеграф DOD SOS DDI Телефон Mayday Relay В огромном зале страхового общества Ллойда в Лондоне висит небольшой колокол, снятый с затонувшего в 1799 г. фрегата "Лютни". Два удара его скорбного погребального звона раздаются при гибели очередного судна.

Несмотря на успехи судостроения и навигации, колокол не умолкает.

По данным того же Ллойда в мировом океане каждые 90 минут терпит бедствие судно и каждые 24 часа – гибнет.

А это значит, что звучат в эфире страшные сигналы тревоги и бедствия, взывая благодаря радио о помощи.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОРЕХОДНОЙ АСТРОНОМИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ МОРЕПЛАВАНИЯ В НАЧАЛЕ ТРЕТЬЕГО ТЫСЯЧЕЛЕТИЯ Фогилев В.А. (Мурманск, МГТУ, кафедра судовождения) Abstract. Using all possible ways to provide safety navigation in the beginning of the third millennium it is one of the most important problems in now days. The work is devoted to the problem of abolition of the “line of position” (LOP) method and its substitution by the analytical modes of working up while the astronomical ships’ fixing. Three modes of it are considered: iteration mode, formulas’ mode, and the modified Gauss’ mode. The great attention is paid to the simplicity and accuracy estimation of the ship’s fix due to this substitution. The author has proposed perspective ways in the research of the Celestial Fixes.

Основной задачей судовождения, направленной на обеспечение безопасности мореплавания и сокращение времени перехода между портами, является надежное определение места судна в море. Широкое использование в современной навигационной практике новейших спутниковых систем обсервации никак не снимает актуальности методов астрономических. Астрономические способы определения имеют существенные преимущества, а именно – небесные светила являются природными “датчиками” навигационной информации, причем этих «датчиков»

достаточно много, что позволяет одновременно вести измерения для расчета элементов нескольких изостадий. Небесные светила обеспечивают возможность определения координат судна в любой части Мирового океана. Астрономические способы определения места судна являются автономными;

практически нет средств, позволяющих лишить судно возможности астрономических обсерваций при выводе из строя электрооборудования.

В морском плавании основным является штурманский метод судовождения, который состоит в непрерывном ведении счисления и в регулярных определениях места судна. Результаты определений показывают положение судна относительно опасностей, служат для контроля и коррекции счисления. Если определения места выполняются достаточно часто, то счисление может рассматриваться как резервное. Во всех случаях навигационная безопасность зависит прежде всего от частоты и точности определений места, вследствие чего определения места судна относят к основным задачам навигации. Среди многих и разнообразных мероприятий, направленных на повышение безопасности мореплавания, заметная роль принадлежит усовершенствованию теории и практики определения места судна. Теория определения места судна с помощью астрономических обсерваций создавалась и развивалась усилиями многих поколений моряков и ученых разных стран.

Отмеченное снижение интереса к мореходной астрономии не снимает вопроса об её актуальности. Согласно главе II разделов A-II/1, A-II/2 международной конвенции ПДМНВ-78, разработанной и утвержденной ИМО, в состав обязательных минимальных требований для дипломирования вахтенных помощников капитана судов валовой вместимостью 500 регистровых тонн и более, а также обязательных минимальных требований для дипломирования капитанов и старших помощников капитана судов валовой вместимостью 500 регистровых тонн и более, включено умение использовать небесные тела для определения местоположения судна. Критерием для оценки компетентности этого умения является местоположение, полученное с Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

помощью астрономических методов, которое находится в пределах допустимых уровней точности.

Как показали наши экспериментальные астрономические обсервации по звездам, привязанные к GPS-обсервациям, их точность приближенно можно характеризовать кругами с радиусами до 3,0 – 3,4 морских миль (P = 95 %). Во время плавания в условиях открытого моря при критических обстоятельствах этого вполне достаточно. Поэтому основная роль мореходной астрономии в современных реалиях – это оставаться автономной резервной системой определения места судна, которая способна обеспечить безопасность мореплавания в условиях открытого моря.

Полагаем, что прогресс в мореходной астрономии в области повышения точности обсерваций по звездам и другим светилам возможен лишь в пересмотре способов обработки измеренных высот. На первой стадии – это отход от нахождения среднеарифметического значения в серии измерений и замена его весовым значением.

Известно, что за точечную оценку его математического ожидания принимается их среднее значение. Состоятельность и эффективность выражения обусловлены требованием большого числа наблюдений, в принципе n. В тех случаях, когда число наблюдений мало, т. е. находиться в пределах от 3 до 9 (что соответствует практике судовождения), ненадежность данной оценки становится очевидной. В последние годы интерес к обработке малого числа наблюдений неуклонно возрастает.

Поскольку в практике судовождения ряд наблюдений, как правило, является результатом прямых измерений, то сомневаться в нормальном характере закона и плотности распределения не приходиться. Поэтому при обработке упор следует делать на определении математического ожидания M(x) и среднего квадратического отклонения (x) [3]. Вторым этапом является применение одного из трех аналитических способов вместо метода линий положения: метода итераций, метода алгебраических формул и модифицированного метода Гаусса. Метод итераций – наиболее удобен при определении места судна по высотам двух звёзд (или звезды и планеты). Система уравнений двух изолиний решается методом последовательных приближений к искомым обсервованным координатам (o;

o). При использовании простейшего программируемого калькулятора эта процедура занимает считанные секунды.

Еще раз подчеркнем актуальность начатой работы. Система методов мореходной астрономии, после внедрения новаций, которые повысят точность и упростят получение обсервованных координат судна, должна стать резервной навигационной системой. Действительно, пока нет никакой альтернативы GPS.

Использование радиомаяков невозможно. Во-первых, они выведены из эксплуатации, во-вторых, на судах отсутствуют радиопеленгаторы, так как согласно требованиям РМРС их наличие необязательно. Подобная же ситуация с РНС – цепочки не действуют, приемоиндикаторы сняты. Если говорить о спутниковых навигационных системах, то спутниковый сегмент ГЛОНАСС только недавно начал содержать необходимое количество спутников для бесперебойной работы, однако до сих пор нет серийного производства приемоиндикаторов для гражданских пользователей. Для решения этих проблем требуются большие финансовые вложения, а учитывая текущую обстановку – это весьма не близкая перспектива. Новая европейская СНС «Galileo»

пока находится на самом раннем этапе формирования. Да и не стоит ожидать, что владельцы GPS, так просто пустят конкурентов на этот высокодоходный рынок.

Изложенные выше факты ориентируют на рассмотрение и форсирование теоретических и экспериментальных работ по мореходной астрономии, так как речь идет, ни много ни мало, о безопасности мореплавания. Последнее особенно значимо в условиях возможного умышленного вывода из строя энергокомплексов судна.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

Результаты исследования должны внедряться прежде всего в учебный процесс морских академий России с тем, чтобы их выпускники на штурманских вахтах использовали аналитические методики на практике. И конечно, полученные результаты в доступной форме должны найти своё отражение в учебниках, учебных пособиях и заданиях по мореходной астрономии, а затем уже в официальных инструкциях и пособиях для судов и кораблей российских флотов.

Список литературы:

1) Международная конвенция о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты 1978 г. (ПДМНВ-78). – СПб, ЦНИИМФ, 1993.

2) Вульфович Б.А. Реальная оценка точности места судна, определенного астрономическими методами // Записки по гидрографии. – 1989. – № 223. – C. – 31.

3) Вульфович Б.А. Оценка параметров малых рядов наблюдений // Записки по гидрографии. – 1994. – № 230. – C. 20 – 24.

4) B. Vulfovich. The elements of celestial navigation // B. Vulfovich. – San Francisco, 1998. – 304 p.

5) Вульфович Б.А. Основы судовождения.. – Мурманск, МГТУ, 2007. – 147 с.

6) Вульфович Б.А., Фогилев В.А. К вопросу о применении современных информационных технологий при астронавигационном определении места судна // Вестник МГТУ. – 2008. – № 3. – С. 446 – 450.

7) Фогилев В.А. Астрономические обсервации по двум звездам: реальная точность выполняемых вычислений // Эксплуатация морского транспорта. – 2008. – № (52). – С. 29 – 34.

8) Фогилев В.А. Возможности альтернативных методов обработки астрономических обсерваций по звездам в море // Эксплуатация морского транспорта. – 2008. – № 3 (53). – С. 41 – 43.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

СИНОПТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ МОРСКИХ ЭКОСИСТЕМ, КАК ОСНОВА УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫСЛОМ Шатохин Б.М. (Мурманск, Мурманский филиал ФГУП «Нацрыбресурс», nio@mrcm.ru) Abstract. Courses to studying short-period features of variability of the hydrometeorological and thermodynamic processes influencing on long-term variability of a condition of biological-trade processes in marine ecosystem. It is judged that that a scientific basis of studying of these mechanisms and processes is synoptic monitoring.

Доклад посвящен краткому интегрированному обзору состояния разработки современных информационных технологий обеспечения выработки и принятия научно обоснованных управленческих решений на промысле. Основой приводимых в докладе результатов является многолетний (более 15 лет) практический опыт разработки, использования и развития современных информационных технологий, исследований автора и его сотрудников применительно к сопряженным (идущим параллельно) промыслам Северо-Восточной Атлантики (окунь моря Ирмингера, путассу, скумбрия, сельдь и окунь Норвежского моря, мойва, треска и пикша Баренцева моря).

В докладе на единой методологической основе рассматриваются результаты исследований и их практические приложения по следующим направлениям:

1) исследование иерархии задач управления флотом с учетом характерных масштабов пространственно-временной изменчивости на сопряженных промыслах, проблематика планирования и принятия решений;

2) изучение роли синоптической изменчивости термодинамических процессов и механизмы их влияния на формирование зон повышенной биологической и рыбопромысловой продуктивности;

3) практический опыт разработки и использования современных компьютерных информационных технологий синоптического мониторинга для обеспечения принятия эффективных, научно-обоснованных решений по управлению промыслом.

По каждому из перечисленных направлений приводится изложение теоретических основ и практических результатов прогнозирования рыбопромысловой обстановки и методологии принятия решений, с учетом ситуационных «природо производственных» ограничений.

Приводятся результаты исследования физических механизмов скачкообразных изменений промысловой обстановки, нестационарные модели их описания, а также результаты практического прогнозирования сроков и районов промысла.

Рассматривается опыт использования (бортовых, судовых) компьютерных систем выработки и принятия решений по управлению промыслом.

Состояние разработок, практический опыт их использования, компьютерная (программная) реализация позволяют ставить задачу создания и проведения спецкурсов теоретической и практической подготовки современных специалистов судоводителей навыкам выработки научно-обоснованных и эффективных управленческих решений на промысле, а также разработки не имеющих аналогов интеллектуальных тренажеров судоводителей-промысловиков поиска рыбы и принятию решений в условиях, приближенных к реальному промыслу.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ЛОВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА Шеховцев Л.Н. (Калининград, Калининградский государственный технический университет, кафедра промышленного рыболовства, shehovcev47@mail.ru) Abstract. Classification of ways of managing influences on objects fishing is offered. On concrete examples characteristic features of such influences are considered.

Любое орудие лова не может эффективно работать без управления со стороны человека – оператора, осуществляющего воздействие на это орудие с помощью необходимого набора средств управления в процессе лова. Управление – это организация и реализация такого целенаправленного воздействия на объект, в результате которого он переходит в требуемое (целевое) состояние. К объекту управления при использовании источников света относится ловящая система, которая включает в себя следующие элементы: судно-орудие лова - источник света - объект лова. Управляющие воздействия относятся к ловящей системе в целом, а также ее отдельным элементам. Их целью является получение улова через общее воздействие на объект лова. В основном, промысел основан на управлении орудием лова, которое влияет на параметры объекта лова, что отражается на его поведении.

Современные способы лова, к которым можно отнести промысел рыбы и головоногих моллюсков, используют непосредственное воздействие на объект лова, в чем и состоит их недостаточно изученная специфика.

Под процессом в общем случае понимается совокупность последовательных действий для достижения поставленной задачи, а в нашем случае – получения улова рыбы или других морепродуктов.

Процессный подход получил развитие и описывается различными авторами в теории управления системами (1). В промышленном рыболовстве он применялся в работах Ю.А. Изнанкина, В.А. Шутова, В.Н. Мельникова и других (2,3,4). Но этот инструментарий как методология исследования в теории и практике промышленного рыболовства используется недостаточно.

В процессе лова рыбы и других морепродуктов могут использоваться специальные ловящие системы, т. е. такие системы, которые применяют активные методы воздействия на объекты лова. В них используются физические (световые, акустические, электрические) и другие поля, которые могут использоваться как в составе орудия лова – лов каспийской кильки и черноморской ставриды конусными подхватами на свет, так и отдельно от них – лов макрелещуки в Атлантике, лов кальмаров вертикальными ярусами с использованием источников света, расположенных на борту судна.

Среди специальных ловящих систем наибольшее развитие получили те, которые используют в качестве физического раздражителя надводные и подводные источники света.

Характер и возможности управления с использованием надводного источника света определяются наличием информации об объекте лова и имеют адаптивный и неадаптивный характер. Воздействия выбираются на основании оперативной информации об изменении поведения объекта лова в результате воздействия световых полей.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

По признаку управляемости процессы с использованием световых полей делятся на две группы: адаптивно управляемые процессы и процессы с априори заданной технологией.

К первой группе относится, например, лов макрелещуки бортовым подхватом.

Для этого вида лова характерно то, что ловящая система регулируется (настраивается) в ходе процесса добычи рыбы Ко второй группе можно отнести промысел кальмара вертикальными ярусами с использованием надводных источников искусственного света, а также лов каспийской кильки конусными подхватами с применением подводного света. Для этой группы характерна неизменность параметров источников искусственного света, т. е.

постоянство освещенности поверхности и толщи воды.

По способам управления ловящей системой можно выделить следующие виды управляющих воздействий: изменение состояния освещенности, изменение положения орудий лова и их настройки, внесение изменений в устройство промысловых механизмов и другие.

Рассмотрим один из относительно новых способов управления – воздействие на объект лова путем изменений параметров световых полей.

В качестве адаптивного процесса рассмотрим пример лова макрелещуки в Северо-Западной Атлантике. В процессе лова макрелещуки бортовой ловушкой изменение параметров световых полей происходит следующим образом. На первом этапе привлечения объекта к нерабочему борту судна и его концентрирования вне зоны действия ловушки параметры светового поля остаются неизменными. Этот процесс продолжается до тех пор, пока к борту судна будет привлечено достаточное количество макрелещуки, необходимое для наполнения ловушки, что оценивается визуальным путем. Этот объем определяется параметрами (емкостью) ловушки и возможностью грузовых устройств.

На следующем этапе осуществляется перевод объекта в зону действия орудия лова путем уменьшения освещенности при помощи последовательного отключения по определенной схеме источников надводного света.

Далее для обеспечения нужной концентрации макрелещуки в зоне действия орудия лова выключают все источники, используемые для привлечения и перевода объекта лова в зону действия ловушки, и включают источник красного света. После уплотнения концентрации макрелещуки производят подъем ловушки с уловом на палубу.

Для неадаптивного процесса с априори заданной технологией можно рассмотреть процесс лова кальмаров вертикальными ярусами с использованием надводных источников искусственного света.

В этом процессе параметры светового поля весь период лова остаются постоянными. Результативность промысла в этом случае зависит от мощности светильников, которая определяет дистанцию привлечения кальмаров в зону облова.

Управление ловом осуществляется изменением глубины погружения ярусов в зависимости от горизонта концентрации объекта лова. Глубина погружения ярусов (горизонт лова) может изменяться в течение темного времени суток.

Таким образом, предлагается классификация способов управляющих воздействий на объекты лова. На конкретных примерах рассматриваются характерные черты таких воздействий.

Список литературы:

1) Анфилатов В.С., Емельянов А.А., Кукушкин А.А. Системный анализ в управлении.– М.: Финансы и статистика, 2002.– 368 с.

Секция «Безопасность мореплавания и промышленное рыболовство»

2) Мельников В.Н. Биотехнические основы промышленного рыболовства.– М.:

Легкая и пищевая промышленность, 1983,– 216 с.

3) Изнанкин Ю.А., Шутов В.А. Поведение рыб и технология лова. – М.: Колос, 1994, – 191 с.

4) Шеховцев Л.Н. Процессный подход к управлению ловом рыбы Сб тезисов V международной научной конференции "Инновации в науке и образовании – 2007" /КГТУ, Калининград, 2007.– С. 278-282.

СЕКЦИЯ «РАДИОТЕХНИКА И РАДИОСВЯЗЬ»

Секция «Радиотехника и радиосвязь»

Борисова Л.Ф. К вопросу построения конвергированной системы управления движением судов морского порта........................................................................... Гурин А.В., Пятси А.Х. Исследование характеристик излучения плоскости, к двум точкам которой подключен источник вспомогательного напряжения............. Калитёнков Н.В., Калитёнкова М.И., Иванюгин М.С., Черноус С.А. Синоптические карты овала полярных сияний и решение навигационных задач в Арктике...... Калитёнков Н.В., Калитёнков А.Н., Черноус С.А., Иванюгин М.С., Фогилев В.А.

Особенности вариаций PDOP-фактора в Арктике................................................. Калитёнков Н.В., Калитёнков А.Н., Черноус С.А., Милкин В.И. Влияние геомагнитных возмущений на GPS позиционирование........................................ Калитёнков Н.В., Калитёнкова М.И., Милкин В.И., Черноус С.А. Результаты GPS позиционирования в высоких широтах в летнее время....................................... Калитёнков Н.В., Калитёнков А.Н., Милкин В.И., Гурин А.В., Кучура А.Н.

Взаимодействие КВ с неоднородностями высокоширотной ионосферы ионосферная антенна................................................................................................ Коробко А.Н., Милкин В.И. Электропроводность морской воды. практическое использование............................................................................................................ Милкин В.И., Калитёнков Н.В. Перспективы развития судовых антенн на базе синтеза Z -элементов................................................................................................. Милкин В.И., Калитёнков Н.В. Гидрорадиосвязь. Новые подходы.......................... Калитёнков Н.В., Сазанов В.А., Милкин В.И. Исследование распространения КВ на авроральной радиотрассе.......................................................................................... Суслов А.Н. Исследование шумовых характеристик прецизионных выпрямителей........................................................................................................ Калитёнков Н.В., Калитёнков А.Н., Черноус С.А., Милкин В.И. Полярные сияния и работа GPS................................................................................................................. Секция "Радиотехника и радиосвязь" К ВОПРОСУ ПОСТРОЕНИЯ КОНВЕРГИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СУДОВ МОРСКОГО ПОРТА Борисова Л.Ф. (Мурманск, МГТУ, кафедра радиотехники и радиотелекоммуникационных систем;

lfborisova@mail.ru) Аннотация. Предлагается концептуальная модель построения конвергированной системы управления движением судов в районе морского поста на базе совместного использования традиционных СУДС и специальных территориально локализованных и распределенных мобильных систем управления движением судов. Целью создания системы является расширение функциональных возможностей современных СУДС и повышение безопасности движения плавательных средств.

Развитие морского судоходства и связанный с ним рост интенсивности движения судов в портовой зоне ведет к обострению вопросов, связанных с обеспечением безопасности мореплавания. Эта проблема особенно актуальна для северных районов, где опасность столкновения судов с последующим их разрушением и затоплением сопряжена с серьезными проблемами выживания пассажиров и личного состава судна в условиях низких температур. Ситуация усугубляется в случае перевозки опасных грузов, когда разрушение корпуса судна может привести к трудно устранимым в условиях пониженных температур экологическим загрязнениям морской среды и прибрежной зоны. Учащающиеся аварийные случаи на морском транспорте, ведущие к катастрофическим последствиям, гибели людей, экологическим катастрофам, а также возросшая угроза террористических актов выдвигают проблему обеспечения безопасности на морском транспорте в ранг общенациональной безопасности.

Наиболее эффективным средством обеспечения безопасности при плавании вблизи берегов являются системы управления движением судов (СУДС / VTS – Vessel Traffic Services), осуществляющие контроль над их нахождением и соблюдением экипажами судов правил мореплавания, а также помогающие при возникновении аварийных ситуаций и затруднениях в определении местоположения.

СУДС представляет собой сложный комплекс стационарных технических сооружений вблизи береговых служб. К основным недостаткам современных СУДС относятся стационарность размещения (местоположения), "привязка" к береговым службам конкретного района, громоздкость, сложность применяемых процедур управления, которые требуют дорогостоящего специализированного оборудования и развитой инфраструктуры энергоснабжения. Основные мероприятия по повышению безопасности судоходства в береговых и прибрежных районах, отличающихся повышенной интенсивностью движения, направлены на совершенствование технической оснащенности СУДС, что делает эти системы еще более дорогостоящими и громоздкими. В результате использование современных СУДС является эффективным и целесообразным только в экономически развитых районах с достаточно мощной транспортной инфраструктурой порта и направлено в основном на обслуживание крупнотоннажных судов. В традиционной схеме выработки управляющих решений ключевая функция принадлежит операторам Центра СУДС, что сопряжено с чрезмерным негативным влиянием человеческого фактора.

Альтернативой технической модернизации является совершенствование информационной инфраструктуры морского порта. Однако на современном этапе развития морских транспортных систем информационным технологиям уделяется Секция "Радиотехника и радиосвязь" недостаточно внимания. Информационная инфраструктура морской транспортной системы, основанная на использовании достижений современных информационных технологий, в настоящее время становится ключевым элементом в решении проблемы обеспечения эффективного управления безопасностью морских транспортных процессов. Релевантная информация о транспортных процессах для морских систем является фактором, обеспечивающим создание эффективных и экономичных систем, а также выработку оптимальной стратегии управления в них.

В настоящее время существует ряд характерных проблем в области судоходства, которые не попадают в сферу деятельности современных СУДС и создают реальную проблему безопасности мореплавания. Одну их таких проблем в области безопасности судоходства в портовых зонах создают маломерные суда – яхты, малые рыболовецкие суда, лодки, катера и другие плавательные средства, сосредоточенные в районах порта.

В последние года эта проблема становится все более актуальной в связи с увеличением количества малых судов в портовой зоне.

Решение данной проблемы может быть выполнено с помощью использования специальных территориально локализованных мобильных систем управления движением судов (МСУДС / MVTS – Mobile Vessel Traffic Services, по аналогии с СУДС / VTS), разработанных и исследованных в работе [ 1 ]. МСУДС отличают локальность дислокации, задаваемая площадью акватории, оперативность, быстрота развертывания и прекращения действия, формализуемость процедур управления, существенно снижающая долю человеческого фактора в принятии решения, простота реализации, мобильность. МСУДС способны обеспечить безопасное мореплавание в любом районе с интенсивным судоходством, включая морские акватории, на которые не распространяется действие стационарных СУДС. Использование МСУДС в районе морского порта может стать экономичным способом для реализации управления движением маломерных судов и повышения безопасности судоходства.

При этом возможно совместное (ассоциативное) функционирование нескольких МСУДС, если они имеют ограниченные размеры обслуживаемой площади, которые не позволяют покрыть всю подконтрольную акваторию, или имеют различную ведомственную или корпоративную принадлежность, или находятся в разных формах собственности, или различаются специализацией, учитывающей различия обслуживаемых судов по тоннажу, размерам и целевому назначению (маломерные суда, танкеры, прогулочные, рыболовные, транспортные) и т.д.

Территориальная локализованность и функциональная ограниченность делают МСУДС экономичными, а высокая степень формализации процедур выработки управляющих решений обеспечивают глубокие внедрение вычислительной техники.

Ориентация на информационную технологичность, простота и экономичность процедур управления, возможность использования доступных стандартных технических средств навигации и телекоммуникации, а также современных малых вычислительных средств (КПК, смартфоны, коммуникаторы, терминальные адаптеры и т.д.) обеспечивают этим системам высокую степень живучести и мобильности, гибкость, компактность, экономичность, возможность неограниченного расширения, развития и «мягкой» модернизации.

Использование классических сред разработки программных продуктов, нетребовательность к объему памяти позволяют без труда встраивать МСУДС в другие системы, совмещая их программное обеспечение.

Конвергенция традиционных стационарных и мобильных систем управления движением судов создает предпосылки для получения дополнительных возможностей по обеспечению безопасности мореплавания. Кроме того, совместное использование СУДС и МСУДС ведет к снижению эксплуатационных затрат за счет совместного Секция "Радиотехника и радиосвязь" использования единых ресурсов, таких как средства навигации и телекоммуникации, единые системы эксплуатации, администрации, менеджмента и прочие ресурсы, которые не зависят от применяемых информационных технологий, методов доступа к средствам связи и навигации.

Конвергенция по сути разнородных систем МСУДС и СУДС не обязательно предполагает физическую конвергенцию и полное слияние этих систем. В предлагаемой концептуальной модели конвергированной системы управления движением судов каждая из систем сохраняет свою автономность и возможность самостоятельно функционировать и определять стратегию своего развития. Вместе с тем эти системы могут при необходимости взаимодействовать, как единое целое, дополняя функционально друг друга.

Конвергенция означает развитие конвергируемых возможностей на основе использования преимуществ обоих типов систем, взаимной компенсации ограничений в их применении и дополнении друг друга доступными услугами для получения максимального эффекта. Применение согласованных и единых стандартов и протоколов может быть использовано для выработки ряда непротиворечивых услуг, предоставляемых судам средствами стационарных и мобильных СУДС.

Обобщенная инфраструктура конвергированной системы управления движением судов морского порта на базе интеллектуальной платформы представлена на рис. 1.

Здесь приняты следующие обозначения: РЛС – радиолокационная станция;

САРП – система автоматической радиолокационной прокладки;

АИС – автоматическая информационная (идентификационная) система;

СНС – спутниковая навигационная система;

ГМССБ – глобальная морская система связи при бедствии.

Общая для обоих типов систем, СУДС и МСУДС, интеллектуальная платформа позволяет обеспечить следующие основные свойства:

Рис. 1. Инфраструктура конвергированной системы управления движением судов морского порта.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" • единый подход к управлению услугами по обслуживанию судов на акватории порта, • поддержку новых технологий, • реализацию гибких и эффективных решений в условиях множества поставщиков оборудования, • создание и ведение счетов для гибкого и простого биллинга, • снижение затрат благодаря совместному использованию инфраструктур обеих систем.

Интеллектуальная платформа разработана с учетом особенностей реализации экспертных систем обеспечения безопасности мореплавания. Логическая архитектура конвергированной системы управления движением судов базируется на семиуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI) Международной организации по стандартизации (ISO). Благодаря этому система доступна для взаимодействия с другими системами в соответствии с действующими стандартами.

Серверы данных и приложений входят в состав судового информационно навигационного комплекса флагманского судна – морского Центра МСУДС и (или) расположены в помещении береговой диспетчерской службы – Центра стационарной СУДС (наземный Центр МСУДС).

Архитектура прикладной системы, в соответствии с функциональными границами включает три части: логику (алгоритмы) представления, бизнес-логику (расчетные алгоритмы и правила) и логику (алгоритмы) доступа к данным. Такое разделение минимизирует взаимодействие между составными элементами, уменьшая объем передаваемой информации и упрощая алгоритмы, отвечающие за связь между процессами, и потому служит основой для выделения компонентов, которые могут быть распределены на нескольких компьютерах. Сервер приложений поддерживает пул ограниченного числа открытых подключений к базам данных от АИС, РЛС, САРП и других навигационных систем контроля обстановки на акватории.

В предлагаемой архитектуре компонентов конвергированной системы управления движением судов предусмотрена возможность использования радиоинтерфейса UMTS. Система UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) является системой мобильной связи третьего поколения и предоставляет возможности для успешной конвергенции стационарных и мобильных СУДС. Гибкая сетевая архитектура системы UMTS создает базу для создания и телекоммуникационной (информационной) поддержки систем УДС разной конфигурации и размеров при экономии использования радиоресурсов. Радиоинтерфейс UMTS предоставляет возможность глобального роуминга, независимо от метода радиодоступа, в любом географическом регионе.

Комбинированное использование в конвергированной системе управления движением судов морского порта возможностей стационарных и мобильных СУДС и перспективных телекоммуникационных и навигационных технологий дает возможность при сохранении функций традиционных СУДС практически снять территориальные ограничения, повысить гибкость, мобильность и маневренность и расширить спектр предоставляемых услуг по обеспечению проводки различных плавательных средств. Глубокая формализация процедур выработки управляющих решений, позволяющая более полно использовать возможности и мощности вычислительной техники и современных информационных технологий для организации движения судов, снижает негативное влияние человеческого фактора.

Благодаря этому такая система способна существенно повысить безопасность судоходства.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" Конвергенция традиционных СУДС и МСУДС в районе морского порта представляется перспективным средством получения дополнительных возможностей предоставления новых и традиционных услуг по обеспечению безопасности движения плавательных средств.

Список литературы:

1) Борисова, Л.Ф. Мобильная система управления движением судов для обеспечения безопасности мореплавания на акватории с интенсивным судоходством: дис.... к-та техн. наук / Л. Ф. Борисова. - Мурманск, 2005.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛУЧЕНИЯ ПЛОСКОСТИ, К ДВУМ ТОЧКАМ КОТОРОЙ ПОДКЛЮЧЕН ИСТОЧНИК ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Гурин А.В., Пятси А.Х. (Мурманск, МГТУ, кафедра радиотехники и телекоммуникационных систем) Abstract. The results of researching radiation pattern of the surface antenna are given.

Требуется определить поле в дальней зоне, создаваемое излучателем в виде проводящей плоскости размером а•а, сторонние токи на которой создаются путем подключения к двум точкам этой поверхности источника вспомогательного напряжения [3].

В [1] дано общее решение задачи нахождения напряженности электромагнитного поля, создаваемого произвольной антенной в заданной точке наблюдения, с таким предположением, что токи и заряды в каждой точке излучающей системы известны. Если вычислять поля в точках, достаточно удаленных от источника, то выражения для определения поперечных составляющих электрического и магнитного поля имеют вид:

iµ ikR r r ik (, R1 ) rr ( ) ( ) rr e I, i + E I m, i e dv, (1) 4 R µ v iµ ikR r r ik (, R1 ) rr rr ( ) ( ) e I, i E I m, i e dv, (2) 4 R µ v i ikR r r µ rr ) e ( ) ( rr e I m, i ik (, R1 ) H I, i dv, (3) 4 R v i ikR r r µ r r ik (, R1 ) rr ( ) ( ) e I m, i + H I, i e dv. (4) 4 R v r r Где E и H - векторы напряженностей электрического и магнитного полей, k = волновое число, где - длина волны;

- частота, и µ - абсолютные диэлектрическая и магнитная проницаемость, R – расстояние от начала координат до точки наблюдения, (см. рис.1) I – ток проводимости, Im- «магнитный ток r r проводимости», проекции векторов обозначены через скалярные произведения, i и i - орты сферической системы координат, - расстояние от точки начала координат до произвольной точки на излучающем теле, R1 – расстояние от произвольной точки на излучающей поверхности до точки наблюдения. Таким образом, поле в дальней зоне определяется интегрированием вклада токов, распределенных по поверхности излучателя, с учетом их направления.

Тогда задача отыскания поля в дальней зоне, излучаемого проводящей плоскостью, запитанной в двух очках сводится к отысканию тока, создаваемого источниками и расчет полей по формулам (1-4).

Ток на поверхности является суперпозицией токов, наводимых каждым из источников. Ток, наводимый каждым из источников, является током проводимости, и определяется из соотношения Секция "Радиотехника и радиосвязь" r r I (t ) = E (t ) (5) r где E (t ) - это суммарное электрическое поле, создаваемое источниками над r r r проводящей поверхностью. С учетом принципа суперпозиции, E (t ) = E 1 (t ) + E 2 (t ), r где E 1,2 (t ) - поля, создаваемые каждым из источников.

Поле, создаваемое каждым из источников можно определить как r q (t ) e ik |r | r q (t ) e ik |r| 1 (t ) = 2 (t ) = r, (6) r 4 0 r 4 0 r r где r - вектор, длина которого равна расстоянию от точки подключения источника до произвольной точки на плоскости, а направление совпадает с направлением от источника к произвольной точке на плоскости (см. рис. 1). q (t ) - параметр, характеризующий источник напряжения, подключенного к излучателю.

Рис. 1. К определению диаграммы направленности антенны на проводящей поверхности объекта.

С использованием Matlab, была составлена численную модель для отыскания тока на поверхности и поля в дальней зоне. При решении данной задачи пришлось наложить ограничение - длина волны существенно больше размера проводящей поверхности.

Нормированная амплитуда плотности поверхностного тока антенны показана на рис. 2. По осям х и у – координаты точки на поверхности, по оси z – плотность тока, максимальное значение которой принимается равным 1.


Плотность тока наибольшая в точках подключения источника, уменьшается по мере удаления от них за счет растекания тока. Полярность сигнала в точках подключения противоположная, следовательно, ток направлен от одной точки подключения к другой.

На рис. 3, 4 приведены диаграммы направленности антенны на проводящей поверхности объекта, рассчитанные для верхней полуплоскости при различной ориентации излучающей поверхности. Показана зависимость модуля напряженности электрического поля от угла, показывающего отклонение точки наблюдения от нормали к поверхности, при разных положениях антенны.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" Рис 2. Распределение амплитуды плотности тока по поверхности объекта.

Рис. 3. Диаграмма направленности излучающей поверхности в плоскости, проходящей через точки питания и нормаль к поверхности.

Рис. 4. Диаграмма направленности излучающей поверхности в плоскости, проходящей перпендикулярно линии, на которой расположены точки питания и нормаль к поверхности.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" Исходя из результатов расчета, можно сказать, что диаграмма направленности проводящей поверхности, запитанной в двух точках противофазно, при условии, что длина излучаемой волны много больше размеров поверхности, имеет тороидальную форму. Похожую форму диаграммы направленности имеет штыревая антенна. Из рис. видно, что основной вклад в излучение вносит область, находящаяся рядом с точками подключения источника, так как там плотность тока максимальна.

Проверка формы ДН в пакете Ansoft HFSS [2] подтвердила правильность расчета. На рис. 5. Показана диаграмма проводящей поверхности, запитанной в двух точках противофазно. Четко видна тороидальная форма диаграммы направленности исследуемой антенны.

Рис. 5. ДН проводящей плоскости, запитанной в двух точках, полученная с использованием HFSS.

Список литературы:

1) А.А. Семенов. Теория электромагнитных волн. – М., изд-во МГУ, 1968, изд 2-е, доп.

2) Банков С.Е., Курушин А.А., Разевиг В.Д. Анализ и оптимизация трехмерных СВЧ-структур с помощью HFSS / Под ред. д.т.н. Банкова С.Е. Изд 2-е, дополненное. - М. Солон-пресс, - 216 с., ил.

3) Патент РФ RU 2042237 Автор: Пятси А.Х. C1 6H01O1/28 Невыступающая антенна на проводящей поверхности корпуса объекта.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" СИНОПТИЧЕСКИЕ КАРТЫ ОВАЛА ПОЛЯРНЫХ СИЯНИЙ И РЕШЕНИЕ НАВИГАЦИОННЫХ ЗАДАЧ В АРКТИКЕ Калитёнков Н.В., Калитёнкова М.И., Иванюгин М.С., Черноус С.А.

(Мурманск, МГТУ, кафедра радиотехники и радиотелекоммуникационных систем, KalitenkovNV@mstu.edu.ru;

Полярный геофизический институт КНЦ РАН, chernouss@pgia.ru) Abstract. The paper presents the synoptic maps of auroral oval. The possibility of using these maps for purposes of safe navigation when sailing in high latitudes is discussed.

При плавании в высоких широтах, для определения районов, в которых возможны нарушения работы GPS (сбои, уменьшение точности позиционирования), а также времени суток, когда такие нарушения будут отмечаться, использование только одной Н - компоненты геомагнитного поля не является достаточным и необходимо искать пути создания модельных представлений безопасного навигационного процесса. В работе, опираясь на известную связь между величиной отклонения горизонтальной компоненты геомагнитного поля (по модулю) от невозмущенного уровня и индексом геомагнитной активности Q, представлены синоптические карты овала полярных сияний как индкатора возмущения среды распространения для различных гелио геофизических условий и разных моментов мирового (UT) времени. Изменение параметров аврорального овала (широта северной границы, широта южной границы) для конкретного интервала времени определяется динамикой Q-индекса и может носить взрывной характер. Динамика параметров аврорального овала для фиксированного значения Q-индекса определяется временем суток и характеризуется как медленная. В практике мореплавания для графического решения навигационных задач на карте в основном используется нормальная равноугольная цилиндрическая проекция Меркатора. При использовании данной проекции линия пути (локсодромия) изображается в виде прямой и отсутствует искажение углов. Эти свойства максимально упрощают процедуру решения навигационных задач. Предложена программа представления синоптических карт овала полярных сияний именно в этой проекции с дальнейшей возможностью их совмещения с морской навигационной картой.

Программа содержит следующие разделы: построение карты, рабочая программа, коды.

В первом находится сама программа (т.е. запускаемый файл exe) и папка files, в которой содержатся текстовые документы с данными для построения графика. В эти файлы можно вносить изменения координат, но не добавлять новых строчек с координатами. Именование файлов происходит по следующему принципу, например, Q0T02 -- т.е. Q=0 T=02. Для правильной работы программы требуется carta.exe + Files, т.е.всегда необходимо копировать все содержимое папки "Построение карты Рабочая программа" в одну директорию. Папка"Исходные коды" содержит листинг программы построения карты. Просмотреть файлы можно с помощью блокнота или среды программирования С++Builder. При запуске программы открывается чистая форма с координатами. В левом верхнем углу имеется надпись "Параметры". Нажав на нее, появится форма "Запрос параметров". Здесь необходимо ввести параметры Q и T.

После необходимо нажать на кнопку построить. Если параметры были введены верно, то график строится без проблем. Если параметры введены не корректно, то программа всплывающим окном оповещает пользователя об этом. Кнопка "Отмена" на форме "Запрос параметров" возвращает пользователя к графику, построенному на предыдущем шаге. В качестве примера ниже представлены положения овалов Секция "Радиотехника и радиосвязь" полярных сияний для спокойных геомагнитных условий Q = 0 и времени суток 00.00UT, а также для умеренно возмущенных геомагнитных условий Q = 4 и времени суток 00.00UT как в географических координатах так и в меркаторской проекции 00.00UT, Q=0 00.00UT, Q= Синоптические карты удобны для различного рода сопоставлений при решении навигационных задач и задач динамического позиционирования. Эти карты позволяют для конкретных моментов времени и конкретных величин геомагнитного возмущения привязать области среды распространения информационно-навигационных радиосигналов, пораженные неоднородностями электронной плотности к маршруту плавания или месту проведения специальных работ, что, в свою очередь, позволяет спланировать упреждающие действия по дублированию систем радиосвязи и радионавигации. Синоптические карты овала могут храниться на борту судна в электронном виде и использоваться по мере возникновения необходимости путем совмещения их с навигационной картой.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" ОСОБЕННОСТИ ВАРИАЦИЙ PDOP - ФАКТОРА В АРКТИКЕ Калитёнков Н.В., Калитёнков А.Н., Черноус С.А., Иванюгин М.С., Фогилев В.А. (Мурманск, МГТУ, кафедра радиотехники и радиотелекоммуникационных систем, KalitenkovNV@mstu.edu.ru;

Полярный геофизический институт КНЦ РАН, chernouss@pgia.ru) Abstract. The paper presents an experimental equipment for study of the effect of auroral disturbances on the accuracy (PDOP) positioning. We show that the positioning accuracy drops (PDOP increases) during geomagnetic disturbances.

Тема, связанная с выявлением факторов, влияющих на точность позиционирования с использованием СНС – крайне актуальная тема и особенно для полярных районов. Цель данной работы – исследование особенностей вариаций так называемого геометрического фактора позиционирования. Известно, что при оценке точности определения места с использованием СНС, погрешность представляется как произведение двух сомножителей: среднеквадратической погрешности измерений навигационного параметра и некоторого коэффициента, характеризующего геометрические условия измерений, так называемого геометрического фактора.

Среднеквадратическая погрешность измерения навигационного параметра СРНС включает в себя ряд составляющих, обусловленных различными факторами:

1. Погрешности, связанные с распространением радиоволн в ионосфере.

2. Погрешности, связанные с распространением радиоволн в тропосфере возникают при прохождении радиоволн через нижние слои атмосферы.

3. Многолучевость распространения сигнала появляется в результате вторичных отражений сигнала спутника от крупных препятствий, расположенных в непосредственной близости от приемника.

Понятие геометрического фактора означает то, как навигационные спутники расположены относительно друг друга и приемника потребителя. Если, например, приемник «видит» четыре спутника и все четыре расположены в северном направлении, то триангуляция будет плохой, область пересечения построенных прямых будет довольно большой (т.е. область вероятного положения будет занимать значительное пространство) и точно указать координаты невозможно.

В рамках проведенного эксперимента были получены данные о PDOP и анализировалась зависимость этого параметра от степени геомагнитной возмущенности. Геомагнитная возмущенность определялась с помощью магнитовариационных станций норвежской цепи. Данные представлены на рис. 1.

Анализ данных показал, что точность позиционирования существенно падает (PDOP растет) c ростом величины отрицательного возмущения. Сделана попытка локализовать область ионосферы, ответственную за такое изменение. Однако, как следует из рис. 2, можно лишь констатировать наличие пространственно – ограниченного фактора возмущенности. Вместе с тем, ответ на вопрос о локализации представляется принципиально важным и требует дополнительной проработки.

Таким образом, в работе показано, что точность позиционирования падает (PDOP растёт) во время геомагнитных возмущений. Указано на наличие пространственной детерминированности возмущений среды распространения информационно-навигционных радиосигналов, отвечающей за геометрический фактор.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" Рис. 1 Рис. Секция "Радиотехника и радиосвязь" ВЛИЯНИЕ ГЕОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ НА GPS ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ Калитёнков Н.В., Калитёнков А.Н., Черноус С.А., Милкин В.И.

(Мурманск, МГТУ, кафедра радиотехники и радиотелекоммуникационных систем, KalitenkovNV@mstu.edu.ru;

Полярный геофизический институт КНЦ РАН, chernouss@pgia.ru) Abstract. The influence of geomagnetic disturbances on the accuracy of GPS positioning has been investigated. During this experiment the signal of navigation satellites from the southern part of the sky artificially blocked. The results of the experiment are discussed.

В Арктике эффективное решение навигационных задач, крайне важных как для практики народного хозяйства так и для целей обороны страны, сталкивается с целым рядом трудностей, порой непреодолимых. Одна из таких трудностей, вероятно основных, обусловлена тем, что ионосфера авроральной зоны и полярной шапки как среда распространения информационно-навигационных сигналов, в том числе и спутниковых навигационных систем, практически постоянно находится в возмущенном состоянии, меняется лишь степень ее возмущенности. Поэтому тема работы, связанная с исследованием влияния среды распространения радиосигналов СНС на точность позиционирования, представляется актуальной. Цель работы – выявить особенности позиционирования с помощью СНС во время геомагнитных возмущений. Для достижения цели проведены две серии экспериментальных исследований изменения точности GPS позиционирования во время развития авроральных возмущений. В первой серии экспериментов навигационный приемник работал в режиме полного обзора неба и принимал навигационную информацию от достаточно большого (избыточного) количества (как правило, от двенадцати) навигационных спутников, что давало возможность выбирать для обработки оптимальное созвездие. За время экспериментов были отмечены относительно спокойные периоды, а также регистрировались резкие и глубокие вариации горизонтальной компоненты напряженности геомагнитного поля на сети обсерваторий Баренцрегиона. Из анализа временных вариаций погрешности GPS и геомагнитных вариаций следует, что значительные выбросы погрешностей позиционирования регистрируются одновременно со значительными по величине вариациями H - компоненты геомагнитного поля. Однако полного соответствия схемы развития этих двух процессов в ходе экспериментов не было выявлено.

Во второй серии экспериментов, проведенных в марте 2007 года, искусственно блокировалась радиовидимость южной части небосвода и навигационный приемник работал с сигналами ограниченного, но достаточного для навигационных целей количества спутников, находившихся в зоне его видимости, то есть со спутниками северной части небосвода. Радиосигналы этих спутников распространялись через ионосферу авроральной зоны и полярной шапки, которая практически постоянно возмущена и меняется лишь степень ее возмущенности.

Ниже представлены результаты измерений, полученные по уже апробированной в первой экспериментальной серии схеме. Верхняя панель отображает изменение точности позиционирования в направлении С-Ю с помощью GPS в интервале времени с 18 по 24 UT 25 марта. На нижней панели рисунка приведены вариации Н компоненты напряжённости геомагнитного поля, зарегистрированные на норвежской обсерватории Bjornoya за тот же интервал времени.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" Murmansk NS Deviation Latitude (m) 18:01 19:01 20:01 21:01 22:01 23:01 0: UT H (nT) Bjornoya UT 18:01 19:01 20:01 21:01 22:01 23:01 0: Видно, что в отдельные моменты точность позиционирования в меридиональном направлении снижалась. В период времени с 21:26 UT до 22:54 UT навигационный приёмник перестал нормально функционировать, что совпало во времени с резкой отрицательной бухтой в Н – компоненте поля на станции Bjornoya.

Сопоставление записей измерений погрешности позиционирования с вариациями геомагнитного поля на меридиональной цепочке станций указывает на хорошее временное совпадение явлений роста погрешностей с отрицательными возмущениями H-компоненты магнитного поля Земли.

Практическое применение полученных результатов заключается в возможности использования прогноза гелиогеофизической активности для целей навигации.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" РЕЗУЛЬТАТЫ GPS ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ В ЛЕТНЕЕ ВРЕМЯ Калитёнков Н.В., Калитёнкова М.И., Милкин В.И., Черноус С.А.

(Мурманск, МГТУ, кафедра радиотехники и радиотелекоммуникационных систем, KalitenkovNV@mstu.edu.ru;

Полярный геофизический институт КНЦ РАН, chernouss@pgia.ru) Abstract. The article shows that the geomagnetic disturbances in the summer months, also leads to an increased GPS positioning errors.

Важнейшей частью инфраструктуры экономического комплекса Крайнего Севера и связующим звеном между российским Дальним Востоком и западными районами страны является Северный морской путь (СМП). Для некоторых районов арктической зоны России морские суда, используемые на СМП в установленных Международными морскими конвенциями рамках безопасной эксплуатации, – единственный способ решения проблемы жизнеобеспечения населения этой зоны.

Доминирующую роль в процессе освоения акваторий играет навигационная информация, получаемая от спутниковых навигационных систем (СНС). В работе представлены результаты анализа эксперимента по GPS позиционированию, который проводился в летнее время, в период с 5.06.2008г. по 10.07.2008г. В этот период ионосфера как среда распространения информационно-навигационных сигналов подвержена и волновому и корпускулярному воздействию. Сравнивались вариации погрешностей GPS позиционирования, измеренных в п. Ямбург, Ямало-Ненецкого Автономного Округа, в Обской губе с возмущениями геомагнитного поля, регистрируемыми в обсерваториях Баренцева региона. В эксперименте использовался одночастотный 12 канальный приемник Garmin-172. Спутниковые навигационные радиосигналы с приемника Garmin-172 через СОМ-порт поступали в компьютер. При обработке принятой навигационной информации использовалась программа VisualGPSXP, которая позволяла также получать данные о местоположении спутников, точности позиционирования. Далее на рисунках приведены некоторые результаты позиционирования в зависимости от геофизических условий – возмущенности магнитного поля Земли, отражающей состояние ионосферы. Информация о геофизических условиях (верхняя панель) получена из норвежской обсерватории г.Тромсе (время UT). Результаты позиционирования представлены как временная (время МСК) зависимость точности позиционирования по широте(нижняя панель0 и точности позиционирования по долготе(средняя панель).

В течение анализируемых периодов отмечались резкие и глубокие вариации горизонтальной компоненты геомагнитного поля.

Видно, что геомагнитные возмущения, как и в зимнее время, приводят к возрастанию погрешности позиционирования. На примере измерений в июне-июле 2008 года, сделанных в Ямбурге, показано, что моменты возрастания значений погрешности позиционирования в основном совпадают по времени с быстрыми, значительными по величине и знаку вариациями горизонтальной и вертикальной компонент напряженности геомагнитного поля. Отдельные выбросы погрешности позиционирования наблюдаются и в относительно спокойные периоды в дневное время суток. Представляется интересным, что подобные аномалии были отмечены нами ранее при исследовании канала КВ радиосвязи в интересах обеспечения безопасного мореплавания по Северному Морскому Пути: радиосигнал на частотах, Секция "Радиотехника и радиосвязь" значительно превышающих классическую МПЧ радиотрассы, распространяется лишь во время сильных геомагнитных возмущений, но были зафиксированы случаи распространения и в спокойные периоды дневного времени суток. В работе пронализированы и представлены полные объемы обработанных материалов за июнь и июль 2008 года.

Секция "Радиотехника и радиосвязь" Секция "Радиотехника и радиосвязь" ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КВ С НЕОДНОРОДНОСТЯМИ ВЫСОКОШИРОТНОЙ ИОНОСФЕРЫ - ИОНОСФЕРНАЯ АНТЕННА Калитёнков Н.В., Калитёнков А.Н., Милкин В.И., Гурин А.В., Кучура А.Н. (Мурманск, МГТУ, кафедра радиотехники и радиотелекоммуникационных систем, KalitenkovNV@mstu.edu.ru) Abstract. It has been shown that oriented along the direction of the Earth's magnetic field inhomogeneity of the electron density can be a retarding structure and act as an ionospheric antenna for HF radiowave.

Информационное обеспечение при плавании в Арктике, в частности по Северному морскому пути, отличается тем, что радиоканал для радиосигналов КВ/ПВ диапазона отличается от типового. Для рассматриваемых маршрутов плавания радиоволна на нисходящем участке траектории может падать на неоднородность электронной концентрации под углом, превышающим угол полного внутреннего отражения. При этом развивается целый ряд явлений. Система уравнения Максвелла в этом случае разделяется на две подсистемы, описывающие так называемые Н- и Е волны. Для Е-волн будем иметь H y / z = ik0Ex, H y / x = ik0Ex, Ex / z Ez / z = ik0 H y, где k0 = / c;

= 1 – 4 e2N/m2 = 1 –.

Полагая, что граница между неоднородностью электронной концентрации и фоновой плазмой резкая, данную подсистему уравнений можно привести к одному уравнению 2 H y / z 2 (k z2 k0 ) H y = 0. Ограничимся рассмотрением случая, когда k z 2 2 k0 и введем обозначение = k z k0. Решение записанного уравнения имеет вид 2 H y = Aexp( ф x) + Bexp(- ф x) exp [i (t k z z ) ], где ф = k z k0 ф (здесь ф =1 – ф 2 e Nф/m = 1 – ф). Это выражение определяет магнитное поле радиоволны, распространяющейся в фоновой плазме. Аналогичное выражение может быть получено и для поля волны, распространяющейся в плазме неоднородности H y = [cexp( н x) + Dexp( н x)]exp [i (t k z z )], где н = k z k0 н (здесь н =1 – 2 н e2Nн/m2 = 1 – н). Из условия конечности полей при удалении от границы раздела следует A = D = 0. С учетом этого будем иметь H y = cexp( x) exp [i (t k z z ) ], H y = [cexp( x ) ]exp [i (t k z z )].



Pages:     | 1 |   ...   | 30 | 31 || 33 | 34 |   ...   | 39 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.