RU2715845C9 - Ice and environment monitoring system - Google Patents
Ice and environment monitoring system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2715845C9 RU2715845C9 RU2019118920A RU2019118920A RU2715845C9 RU 2715845 C9 RU2715845 C9 RU 2715845C9 RU 2019118920 A RU2019118920 A RU 2019118920A RU 2019118920 A RU2019118920 A RU 2019118920A RU 2715845 C9 RU2715845 C9 RU 2715845C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- frequency
- output
- ice
- control unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая система относится к области автоматизированного мониторинга состояния льда и окружающей среды с одновременным определением координат собственного местонахождения комплекса и передачей полученной информации по радиоканалу и может быть использована в качестве средства мониторинга окружающей среды в зоне движения льда для безопасной проводки судов по северному морскому пути и обеспечения безопасности объектов нефтегазопромысловой и гидротехнической инфраструктуры на шельфе и в прибрежной зоне в ледовых морях и в условиях ледяного покрова, в том числе дрейфующего.The proposed system relates to the field of automated monitoring of the state of ice and the environment, while simultaneously determining the coordinates of the complex’s own location and transmitting the received information via a radio channel and can be used as a means of environmental monitoring in the ice movement zone for safe pilotage of vessels along the northern sea route and ensuring safety objects of oil and gas production and hydraulic infrastructure on the shelf and in the coastal zone in the ice seas and in ia ice cover, including drift.
Известны системы мониторинга состояния льда и окружающей среды (авт. свид. СССР №№ 1.151.107, 1.341.594, 1.376.769, 1.788.487, 1.840.717; патенты РФ №№ 2.080.620, 2.137.153, 2.251.128, 2.319.205, 2.384.861, 2.404.442, 2.425.400, 2.486.471, 2.487.365, 2.500.031; патенты США №№ 4.231.039, 4.527.160, 4.608.568, 6.204.813; патенты Великобритании №№ 1.494.582, 1.499.388, 2.122.834; патенты Франции №№ 2.384.268, 2.592.959; патенты Германии №№ 2.800.074, 2.802.918; Экспедиционная деятельность в рамках международного полярного года/Сборник статей. - Т. 1: Экспедиции 2007 года/под ред. А. И. Данилова. - СПб: ААНИИ. - 2008, с. 1 - 234 и другие).Known systems for monitoring the state of ice and the environment (ed. Certificate of the USSR No. 1.151.107, 1.341.594, 1.376.769, 1.788.487, 1.840.717; RF patents No. 2.080.620, 2.137.153, 2.251. 128, 2.319.205, 2.384.861, 2.404.442, 2.425.400, 2.486.471, 2.487.365, 2.500.031; US patents Nos. 4,231.039, 4,527.160, 4.608.568, 6.204.813; UK patents Nos. 1.494.582, 1.499.388, 2.122.834; French patents Nos. 2.384.268, 2.592.959; German patents Nos. 2.800.074, 2.802.918; Expeditionary activity within the framework of the International Polar Year / Collection of articles . - T. 1: Expeditions of 2007 / under the editorship of A.I. Danilov. - St. Petersburg: AARII. - 2008, p. 1 - 234 and others).
Из известных систем мониторинга состояния льда и окружающей среды наиболее близким к предлагаемой является «Измерительно-навигационный комплекс, устанавливаемый на лед» (патент РФ № 2.486.471, G01C 21/00, 2011), который и выбран в качестве прототипа.Of the known systems for monitoring the state of ice and the environment, the closest to the proposed one is the "Measuring and navigation system installed on ice" (RF patent No. 2.486.471, G01C 21/00, 2011), which is chosen as a prototype.
Известный комплекс включает установленные в едином термостатируемом корпусе блок управления, блок определения координат по системе спутниковой навигации, блок определения состояния атмосферы, подключенные к приемо-передающему устройству. Помимо этого, комплекс включает блок электропитания, подключенный к энергопотребляющим блокам. Причем блок управления выполнен с возможностью включения блоков определения координат по системе спутниковой навигации, определения толщины ледяного покрова и определения состояния атмосферы, а также приемопередающего устройства по получению управляющего сигнала и передаче телеметрии состояния бортовых систем комплекса.The known complex includes a control unit installed in a single thermostatic housing, a unit for determining coordinates by a satellite navigation system, a unit for determining the state of the atmosphere, connected to a transceiver. In addition, the complex includes a power supply unit connected to energy-consuming units. Moreover, the control unit is configured to include units for determining coordinates by a satellite navigation system, determining the thickness of the ice cover and determining the state of the atmosphere, as well as a transceiver for receiving a control signal and transmitting telemetry of the state of the on-board systems of the complex.
Известный комплекс обеспечивает обмен радиотелеметрической и командной информацией между измерительно-навигационным комплексом, устанавливаемым на лед, и стационарным постом мониторинга.The well-known complex provides the exchange of radio telemetry and command information between the measuring and navigation complex, installed on the ice, and a stationary monitoring post.
Однако, в условиях северных ледовых морей, многолучевого распространения радиоволн, организованных и непреднамеренных помех, а также на значительных расстояниях надежный обмен радиотелеметрической и командной информацией между измерительно-навигационным комплексом, устанавливаемым на дрейфующий лед, и стационарным постом мониторинга вызывает технические трудности.However, in the conditions of the northern ice seas, multipath propagation of radio waves, organized and unintentional interference, as well as at considerable distances, the reliable exchange of radio telemetry and command information between the measuring and navigation system installed on drifting ice and the stationary monitoring post causes technical difficulties.
В определенной мере проблема надежного обмена радиотелеметрической и командной информацией между измерительно-навигационным комплексом и стационарным постом мониторинга в условиях северных ледовых морей, многолучевого распространения радиоволн, организованных и непреднамеренных помех, может быть решена путем использования сложных сигналов с фазовой манипуляцией и псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ).To some extent, the problem of reliable exchange of radio telemetry and command information between the measuring and navigation complex and a stationary monitoring post in the conditions of the northern ice seas, multipath propagation of radio waves, organized and unintentional interference can be solved by using complex signals with phase shift keying and pseudo-random tuning of the operating frequency ( HRHF).
Технической задачей изобретения является повышение надежности обмена радиотелеметрической и командной информацией между измерительно-навигационным комплексом, устанавливаемым на дрейфующий лед, и стационарным постом мониторинга в условиях северных ледовых морей, многолучевого распространения радиоволн, организованных и непреднамеренных помех путем использования геостационарного ИСЗ-ретранслятора сложных и сигналов с фазовой манипуляцией и псевдослучайной перестройкой рабочей частоты.An object of the invention is to increase the reliability of the exchange of radio telemetry and command information between a measuring and navigation system installed on drifting ice and a stationary monitoring post in the conditions of the northern ice seas, multipath propagation of radio waves, organized and unintentional interference by using a geostationary satellite repeater of complex and signals from phase manipulation and pseudo-random tuning of the operating frequency.
Поставленная задача решается тем, что система мониторинга состояния льда и окружающей среды, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, измерительный навигационный комплекс, устанавливаемый на лед и характеризуемый наличием установленных в едином термостатируемом корпусе блока управления, блока определения координат по системе спутниковой навигации, блока определения состояния атмосферы, подключенных к приемопередающему устройству, а также блока электропитания, подключенного к энергопотребляющим блокам, и стационарный пост мониторинга, причем блок управления выполнен с возможностью включения блоков определения координат по системе спутниковой навигации, определения толщины ледового покрова и определения состояния атмосферы, а также приемопередающего устройства по получению управляющего сигнала и передаче телеметрии состояния бортовых систем комплекса, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена геостационарным ИСЗ-ретранслятором, причем приемопередающее устройство выполнено в виде первой радиостанции, а стационарный пост мониторинга выполнен в виде второй радиостанции, каждая радиостанция содержит последовательно подключенные к первому выходу блока управления синхронизатор, генератор псевдослучайной последовательности, синтезатор несущих частот, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, первый смеситель, второй вход которого через синтезатор частот первого гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, второй усилитель мощности, второй смеситель, второй вход которого через синтезатор частот второго гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, усилитель второй промежуточной частоты, перемножитель, второй вход которого соединен с выходом синтезатора частот первого гетеродина, полосовой фильтр и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом синтезатора частот второго гетеродина, а выход подключен к первому входу блока управления, частоты ωг1i и ωг2i синтезаторов частот первого и второго гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частотыThe problem is solved in that a system for monitoring the state of ice and the environment, containing, in accordance with the closest analogue, a measuring navigation system installed on ice and characterized by the presence of a control unit installed in a single thermostatic housing, a coordinate determination unit for a satellite navigation system, a determination unit the state of the atmosphere connected to the transceiver device, as well as the power supply unit connected to the power-consuming units, and a stationary post monitoring, moreover, the control unit is configured to include units for determining coordinates by a satellite navigation system, determining the thickness of the ice cover and determining the state of the atmosphere, as well as a transceiver for receiving a control signal and transmitting telemetry of the state of the onboard systems of the complex, differs from the closest analogue in that equipped with a geostationary satellite repeater, moreover, the transceiver is made in the form of the first radio station, and the stationary monitoring station fln in the form of a second radio station, each radio station contains a synchronizer, a pseudo-random sequence generator, a carrier frequency synthesizer, a phase manipulator, the second input of which is connected to the second output of the control unit, the first mixer, the second input of which is through the frequency synthesizer of the first local oscillator, sequentially connected to the first output of the control unit connected to the output of the pseudo-random sequence generator, the amplifier of the first intermediate frequency, the first power amplifier, duplexer, input-output One of which is connected to a transceiver antenna, a second power amplifier, a second mixer, the second input of which is connected to the output of the pseudo-random sequence generator through a frequency synthesizer of the second local oscillator, the second intermediate frequency amplifier, a multiplier, the second input of which is connected to the output of the frequency synthesizer of the first local oscillator, a bandpass filter and a phase detector, the second input of which is connected to the output of the frequency synthesizer of the second local oscillator, and the output is connected to the first input of the control unit, frequency ω g1i and ω g2i of the frequency synthesizers of the first and second local oscillators are spaced by the value of the second intermediate frequency
ωг2i-ωг1i=ωпр2i,ω g2i -ω g1i = ω pr2i ,
где i=1, 2, …, М, М - число используемых несущих частот,where i = 1, 2, ..., M, M is the number of carrier frequencies used,
первая радиостанция излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией и псевдослучайной перестройкой рабочей частоты на частотах ω1i=ωпр1i=ωг2i, а принимает - на частотах ω2i=ωпр3i=ωг1i, а вторая радиостанция, наоборот, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией и псевдослучайной перестройкой рабочей частоты на частотах ω2i, а принимает - на частотах ω1i, где ωпр1i и ωпр3i - первая и третья промежуточные частоты, блок определения координат по системе спутниковой навигации выполнен в виде приемника GPS-сигналов, состоящим из последовательно включенных приемной антенны, усилителя мощности, смесителя, второй вход которого соединен с выходом синтезатора частот второго гетеродина, усилителя второй промежуточной частоты, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом синтезатора частот второго гетеродина, полосового фильтра и фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом синтезатора частот первого гетеродина, а выход подключен ко второму входу блока управления.the first radio station emits complex signals with phase shift keying and pseudo-random tuning of the operating frequency at frequencies ω 1i = ω pr1i = ω g2i , and receives - at frequencies ω 2i = ω pr3i = ω g1i , and the second radio station, on the contrary, emits complex signals with phase shift keying and operating frequency hopping at frequencies ω 2i and receives - at frequencies ω 1i where ω and ω pr1i pr3i - the first and the third intermediate frequency determining unit coordinate system of the satellite navigation receiver is configured in the form of GPS-signals consisting of serial- but the included receiving antenna, power amplifier, mixer, the second input of which is connected to the output of the frequency synthesizer of the second local oscillator, the second intermediate frequency amplifier, multiplier, the second input of which is connected to the output of the frequency synthesizer of the second local oscillator, bandpass filter and phase detector, the second input of which is connected to the output of the frequency synthesizer of the first local oscillator, and the output is connected to the second input of the control unit.
Геометрическая схема расположения измерительно-навигационного комплекса (ИНК), устанавливаемого на дрейфующий лед, спутников навигационной системы GPS и ИСЗ-ретранслятора S изображена на фиг. 1, где введены следующие обозначения: О - центр масс Земли, r - радиус-вектор ИСЗ-ретранслятора S, размещенного на геостационарной орбите. Частотная диаграмма, поясняющая преобразование сигналов, показана на фиг. 2. Структурная схема ИНК представлена на фиг. 3. Структурная схема стационарного поста мониторинга (СПМ) представлена на фиг. 4. Фрагмент частотно-временной матрицы используемых сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн) и псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) приведен на фиг. 5.The geometrical arrangement of the measuring and navigation complex (INC) installed on drifting ice, GPS navigation system satellites and satellite relay S is shown in FIG. 1, where the following notation is introduced: О is the center of mass of the Earth, r is the radius vector of the satellite S, located in a geostationary orbit. A frequency diagram explaining signal conversion is shown in FIG. 2. The structural diagram of the INC is shown in FIG. 3. The block diagram of a stationary monitoring post (PSD) is shown in FIG. 4. A fragment of the time-frequency matrix of the used complex signals with phase shift keying (PSK) and pseudo-random tuning of the operating frequency (PFRCH) is shown in FIG. 5.
Измерительно-навигационный комплекс (ИНК), устанавливаемый на дрейфующий лед, содержит установленные в едином термостатируемом корпусе 1 блок 2.1 управления, блок 3 определения координат по системе спутниковой навигации, блок 4 определения состояния атмосферы, блок 5 определения толщины ледового покрова, блок 6 определения состояния аккумуляторной батареи, блок 7 электропитания и приемопередающее устройство, которое выполнено в виде первой радиостанции 8.1. Стационарный пост мониторинга (СПМ) выполнен в виде второй радиостанции 8.2.The measuring and navigation complex (INC), installed on drifting ice, contains 1 control unit 2.1 installed in a single thermostatically controlled building, a satellite navigation
Каждая радиостанция содержит последовательно подключенные к первому выходу блока 2.1 (2.2) управления, синхронизатор 16.1 (16.2), генератор 17.1 (17.2) псевдослучайной последовательности (ПСП), синтезатор 18.1 (18.2) несущих частот, фазовый манипулятор 19.1 (19.2), второй вход которого соединен со вторым выходом блока 2.1 (2.2) управления, первый смеситель 21.1 (21.2), второй вход которого через синтезатор 20.1 (20.2) частот первого гетеродина соединен с выходом генератора 17.1 (17.2) ПСП, усилитель 22.1 (22.2) первой промежуточной частоты, первый усилитель 23.1 (23.2) мощности, дуплексер 24.1 (24.2), вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 25.1 (25.2), второй усилитель 26.1 (26.2) мощности, второй смеситель 28.1 (28.2), второй вход которого через синтезатор 27.1 (27.2) частот второго гетеродина соединен с выходом генератора 17.1 (17.2) ПСП, усилитель 29.1 (29.2) второй промежуточной частоты, перемножитель 30.1 (30.2), второй вход которого соединен с выходом синтезатора 20.1 (20.2) частот первого гетеродина, полосовой фильтр 31.1 (31.2) и фазовый детектор 32.1 (32.2), второй вход которого соединен с выходом синтезатора 27.1 (27.2) частот второго гетеродина, а выход подключен ко второму входу блока 2.1 (2.2) управления. Блок 2.1 управления связан с блоками 4 определения состояния атмосферы, блоком 5 определения толщины ледяного покрова, блоком 6 определения состояния аккумуляторной батареи.Each radio station contains serially connected to the first output of the control unit 2.1 (2.2), a synchronizer 16.1 (16.2), a pseudo-random sequence generator 17.1 (17.2), a carrier frequency synthesizer 18.1 (18.2), a phase manipulator 19.1 (19.2), the second input of which connected to the second output of the control unit 2.1 (2.2), the first mixer 21.1 (21.2), the second input of which through the frequency synthesizer 20.1 (20.2) of the first local oscillator is connected to the output of the PSP generator 17.1 (17.2), the first intermediate frequency amplifier 22.1 (22.2), the first power amplifier 23.1 (23.2), duplexer 24.1 (24.2), the input-output of which is connected to the transceiver antenna 25.1 (25.2), the second power amplifier 26.1 (26.2), the second mixer 28.1 (28.2), the second input of which is connected to the output of the generator 17.1 through the frequency synthesizer 27.1 (27.2) of the second local oscillator (17.2) PSP, amplifier 29.1 (29.2) of the second intermediate frequency, multiplier 30.1 (30.2), the second input of which is connected to the output of the synthesizer 20.1 (20.2) of the frequencies of the first local oscillator, bandpass filter 31.1 (31.2) and phase detector 32.1 (32.2), the second the input of which is connected to the output of the synthesizer 27.1 (27.2) of the frequencies of the second local oscillator, and the output through The key to the second input of the 2.1 (2.2) Control. The control unit 2.1 is connected to the atmosphere
Блок 3 определения координат по системе спутниковой навигации выполнен в виде приемника GPS-сигналов, который состоит из последовательно включенных приемной антенны 9, усилителя 10 мощности, смесителя 11, второй вход которого соединен с выходом синтезатора 27.1 частот второго гетеродина, усилителя 12 второй промежуточной частоты, перемножитель 13, второй вход которого соединен с выходом синтезатора 27.1 частот второго гетеродина, полосовой фильтр 14 и фазовый детектор 15, второй вход которого соединен с выходом синтезатора 20.1 частот первого гетеродина, а выход подключен ко второму входу блока 2.1 управления. Блок 2.1 управления может быть выполнен на базе микропроцессора. В качестве блока 4 определения состояния атмосферы может быть использован измерительный блок метеозонда, который выполнен с возможностью определения скорости ветра, температуры и влажности воздуха. В качестве блока 7 электропитания может быть использована аккумуляторная батарея, предпочтительно выполненная с возможностью подзарядки. Блок 6 определения состояния аккумуляторной батареи 7 обеспечивает передачу информации об ее состоянии на стационарный пост мониторинга с помощью радиостанции 8.1.
Корпус 1 комплекса преимущественно выполнен с возможностью установки с борта летательного аппарата или плавсредства. Он выполнен со смещенным центром тяжести, что обеспечивает вертикальное фиксирование комплекса на льдине. Корпус может содержать вплавляемую в лед, за счет действия аккумуляторной батареи, якорную систему. Якорная система может быть выполнена в виде штанги, вплавляемой в лед. В этом случае штанга может быть использована в качестве средства измерения толщины льда. Кроме того, на штанге может быть закреплен один из элементов термопары (второй элемент расположен над поверхностью льда), при этом генерированный термопарой электрический заряд поступает в аккумуляторную батарею. Также для подзарядки аккумуляторной батареи может быть использован ветрогенератор, закрепленный на выдвигаемой мачте в верхней части корпуса. Мачта может быть также использована в качестве антенны приемопередающих устройств.The
Каждый используемый комплекс имеет свой индивидуальный код (идентификационный номер - ID), который приведен во всех радиограммах, отправляемых комплексом.Each used complex has its own individual code (identification number - ID), which is given in all radiograms sent by the complex.
Используемый комплекс обеспечивает выполнение следующих функций:The complex used provides the following functions:
- прием сигналов от навигационных спутниковых группировок;- reception of signals from navigation satellite constellations;
- передача в эфир (по каналам спутниковой связи) собираемых данных в режиме онлайн (в заданное время);- broadcasting (via satellite channels) of collected data online (at a given time);
- о собственной координате в настоящее время;- about own coordinate at present;
- о толщине льда, на котором он находится в текущее время;- about the thickness of the ice on which it is currently located;
- о скорости ветра, давлении и влажности воздуха, температуре (по необходимости).- about wind speed, pressure and humidity, temperature (if necessary).
Установка и использование комплексов на заданном расстоянии обеспечивает возможность создания сети информационных комплексов в системе контроля движения льда и его состояния для безопасной проводки судов по северному морскому пути и обеспечения безопасности объектов нефтегазопромысловой и гидротехнической инфраструктуры на шельфе и в прибрежной зоне в ледовитых морях и в условиях ледяного покрова, в том числе дрейфующего.The installation and use of complexes at a given distance provides the ability to create a network of information systems in a system for monitoring the movement of ice and its condition for the safe escort of vessels along the Northern Sea Route and to ensure the safety of oil and gas and hydraulic infrastructure on the shelf and in the coastal zone in the icy seas and in icy cover, including drift.
Предлагаемая система мониторинга состояния льда и окружающей среды работает следующим образом.The proposed system for monitoring the state of ice and the environment works as follows.
Сформированный комплекс с заряженной аккумуляторной батареей с борта вертолета сбрасывают на лед. За счет использования конструкции корпуса («ванька-встанька») корпус 1 ориентирован тяжелой нижней частью в сторону ледового покрова акватории. После контакта со льдом по управляющему сигналу блока 2.1 управления из корпуса 1 выделяется якорная система и вплавляется за счет разогрева от аккумуляторной батареи в поверхность льда. После закрепления корпуса в ледовой поверхности из корпуса поднимается мачта с ветрогенератором и датчиками температуры и влажности воздуха, а также скорости ветра. Одновременно с использованием системы спутниковой навигации происходит определение географических координат нахождения комплекса.Formed complex with a charged battery from the helicopter is dumped on ice. Due to the use of the hull structure (“vanka-vstanka”), the
Каждый GPS-спутник излучает на частоте ω2=1575 МГц специальный навигационный сигнал в виде бинарного фазоманипулированного (ФМн) сигнала, манипулированного по фазе псевдослучайной последовательностью длиной 1023 символаEach GPS satellite emits at a frequency of ω 2 = 1575 MHz a special navigation signal in the form of a binary phase-manipulated (PSK) signal, phase-manipulated pseudorandom sequence with a length of 1023 characters
где ϕк(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с ПСП длительностью N=1023.where ϕ к (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the law of phase manipulation in accordance with the SRP duration N = 1023.
Данный сигнал принимается антенной 9 и через усилитель 10 мощности поступает на первый вход смесителя 11, на второй вход которого подается напряжение синтезатора 27.1 частот второго гетеродинаThis signal is received by the
где i=1, 2, ,М,where i = 1, 2,, M,
М - число частотных каналов.M is the number of frequency channels.
На выходе смесителя 11 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 12 выделяется напряжение второй промежуточной частотыAt the output of the
где Where
ωпр2i=ωг2i-ω2 - вторая промежуточная частота;ω pr2i = ω g2i -ω 2 - the second intermediate frequency;
ϕпр2i=ϕ2-ϕг2i,ϕ pr2i = ϕ 2 -ϕ g2i ,
которое поступает на первый вход перемножителя 13. На второй вход последнего подается напряжение uг2i(t) синтезатора 27.1 частот второго гетеродина. На выходе перемножителя 13 образуется напряжениеwhich is supplied to the first input of the
где Where
которое представляет собой сложный ФМн сигнал на частоте ωг1i синтезатора 20.1 частот первого гетеродина, выделяется полосовым фильтром 14 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 15. На второй (опорный) вход фазового детектора 15 в качестве опорного напряжения подается напряжение синтезатора 20.1 частот первого гетеродинаwhich is a complex PSK signal at a frequency ω g1i of the synthesizer 20.1 of the frequencies of the first local oscillator, is allocated by a band-
В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 15 образуется низкочастотное напряжениеAs a result of synchronous detection, a low-frequency voltage is generated at the output of the
где Where
которое поступает на первый вход блока 2.1 управления, где определяется местоположение ИНК, установленного на дрейфующий лед (широта, долгота). Для этого достаточно присутствие в зоне радиовидимости трех спутников.which goes to the first input of the control unit 2.1, where the location of the INC installed on drifting ice (latitude, longitude) is determined. For this, the presence of three satellites in the radio visibility zone is sufficient.
Полученная в блоке 2.1 управления информация о географических координатах ИНК, толщине льда, скорости ветра, давления и влажности воздуха, состоянии аккумуляторной батареи переводится в модулирующий числовой код M1(t) и посредством радиостанции 8.1 передается на стационарный пост мониторинга. Для этого с помощью блока 2.1 управления включается синхронизатор 16.1 и генератор 17.1 ПСП, который, в свою очередь, управляет работой синтезатора 18.1 несущих частот, синтезатора 20.1 частот первого гетеродина и синтезатора 27.1 частот второго гетеродина.The information obtained in the control unit 2.1 on the geographical coordinates of the INC, the ice thickness, wind speed, pressure and humidity, the state of the battery is converted into a modulating numerical code M 1 (t) and transmitted via radio 8.1 to a stationary monitoring post. To do this, using the control unit 2.1, the synchronizer 16.1 and the PSP generator 17.1 are turned on, which, in turn, controls the operation of the synthesizer 18.1 carrier frequencies, the synthesizer 20.1 frequencies of the first local oscillator and the synthesizer 27.1 frequencies of the second local oscillator.
На выходе синтезатора 18.1 несущих частот последовательно во времени формируется сетка высокочастотных колебаний различных несущих частот:At the output of the synthesizer 18.1 carrier frequencies, a grid of high-frequency oscillations of various carrier frequencies is sequentially formed in time:
где Ui, ωi, ϕi, Тc - амплитуды, несущие частоты, начальные фазы и длительность сигналов;where U i , ω i , ϕ i , T c - amplitudes, carrier frequencies, initial phases and signal duration;
i = 1, 2, …,М,i = 1, 2, ..., M,
М - число используемых несущих частот (число частотных каналов) (фиг. 5);M is the number of carrier frequencies used (number of frequency channels) (Fig. 5);
М=Δωc/Δω1,M = Δω c / Δω 1 ,
Δωc - ширина полосы частот расширенного спектра используемого сигнала;Δω c is the bandwidth of the spread spectrum of the signal used;
Δω1 - ширина полосы одного частотного канала;Δω 1 is the bandwidth of one frequency channel;
tc - временной интервал между переключениями частот, характеризует собой время работы на одной несущей частоте.t c - the time interval between frequency switching, characterizes the operating time at one carrier frequency.
В зависимости от соотношения времени работы на одной частоте tc и длительности информационных символов τэ псевдослучайная перестройка рабочей частоты (ППРЧ) может быть разделена: на межсимвольную, посимвольную и внутрисимвольную. При межсимвольной ППРЧ n информационных символов (n≥2) передаются на одной частоте, при этом tc=n⋅τэ.Depending on the ratio of the operating time at one frequency t c and the duration of the information symbols τ e, the pseudo-random tuning of the operating frequency (PFRCH) can be divided into intersymbol, character, and character. With the intersymbol frequency hopping, n information symbols (n≥2) are transmitted at the same frequency, with t c = n⋅τ e .
В качестве примера на фиг. 5 показан фрагмент частотно-временной матрицы сложного ФМнн сигнала с ППРЧ. При этом n выбрано равным 4(tс=4⋅τэ), квадратами с различной наклонной штриховкой обозначены различные информационные символы с различными фазами (0, π).As an example in FIG. 5 shows a fragment of the time-frequency matrix of a complex PSK n signal with frequency hopping. In this case, n was chosen equal to 4 (t c = 4⋅τ e ), the squares with different oblique shading indicate different information symbols with different phases (0, π).
Сформированные высокочастотные колебания ui(t) последовательно во времени поступают на первый вход фазового манипулятора 19.1, на второй вход которого подается со второго выхода блока 2.1 управления модулирующий код M1(t).The generated high-frequency oscillations u i (t) sequentially in time arrive at the first input of the phase manipulator 19.1, the second input of which is supplied from the second output of the control unit 2.1, the modulating code M 1 (t).
На выходе фазового манипулятора 19.1 формируется сложный ФМн сигналAt the output of the phase manipulator 19.1, a complex PSK signal is formed
где ϕк1(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M1(t), причем ϕк1(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=k⋅τэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, N-1); τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тc(Тc=N⋅τэ), который поступает на первый вход смесителя 21.1. На второй вход смесителя 21.1 с выхода синтезатора 20.1 частот первого гетеродина последовательно во времени подаются напряжения:where ϕ k1 (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modulating code M 1 (t), and ϕ k1 (t) = const for kτ e <t <(k + 1 ) τ e and can change abruptly at t = k⋅τ e , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ..., N-1); τ e , N is the duration and number of chips that make up a signal of duration T c (T c = N⋅τ e ), which is fed to the first input of the mixer 21.1. At the second input of the mixer 21.1 from the output of the synthesizer 20.1 of the frequencies of the first local oscillator voltage is applied sequentially in time:
которые формируются последовательно во времени с помощью генератора 17.1 ПСП.which are formed sequentially in time using the generator 17.1 PSP.
На выходе смесителя 21.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 22.1 выделяются напряжения только первой промежуточной (суммарной) частоты At the output of the mixer 21.1, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 22.1 distinguishes voltages of only the first intermediate (total) frequency
где Where
ωпр1i=ωi+ωг1i - первая промежуточная (суммарная) частота (фиг. 2);ω pr1i = ω i + ω g1i - the first intermediate (total) frequency (Fig. 2);
ϕпр1i=ϕi+ϕг1i,ϕ pr1i = ϕ i + ϕ g1i ,
которые после усиления в усилителе 23.1 мощности через дуплексер 24.1 поступают в приемопередающую антенну 25.1, излучаются ею в эфир в направлении ИСЗ-ретранслятора, переизлучаются им на этой же частоте с сохранением фазовых соотношений, принимаются приемопередающей антенной 25.2 стационарного поста мониторинга и через дуплексер 24.2 и усилитель 26.2 мощности поступают на первый вход смесителя 28.2, на второй вход которого подаются напряжения uг1i(t) синтезатора 27.2 частот первого гетеродина (i=1, 2, …, М). На выходе смесителя 28.2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 29.1 выделяются напряжения второй промежуточной (разностной) частотыwhich, after amplification in the power amplifier 23.1 through the duplexer 24.1, enter the transceiver antenna 25.1, are broadcast by it in the direction of the satellite, are re-emitted by it at the same frequency with the same phase relationships, they are received by the transceiver antenna 25.2 of the stationary monitoring station and through the duplexer 24.2 and the amplifier 26.2 power is supplied to the first input of the mixer 28.2, the second input of which is supplied with voltage u g1i (t) of the synthesizer 27.2 of the frequencies of the first local oscillator (i = 1, 2, ..., M). At the output of the mixer 28.2, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 29.1 distinguishes the voltage of the second intermediate (differential) frequency
где Where
ωпр2i=ωпр1i-ωг1i - вторая промежуточная (разностная) частота;ω pr2i = ω pr1i -ω g1i is the second intermediate (difference) frequency;
ϕпр2i=ϕпр1i-ϕг1i,ϕ pr2i = ϕ pr1i -ϕ g1i ,
которые поступают на первый вход перемножителя 30.2. На второй вход перемножителя 30.2 подаются напряжения синтезатора 20.2 частот первого гетеродина:which go to the first input of the multiplier 30.2. The voltage of the synthesizer 20.2 of the frequencies of the first local oscillator is supplied to the second input of the multiplier 30.2:
На выходе перемножителя 30.2 образуются напряженияAt the output of the multiplier 30.2 voltage is formed
где Where
ωг1i=ωпр g1i ω = ω ave
которые выделяются полосовым фильтром 31.2 и поступают на первый (информационный) вход фазового детектора 32.2. На второй (опорный) вход фазового детектора 32.2 подаются напряжения uг1i(t) синтезатора 27.2 частот второго гетеродина. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 32.2 образуются низкочастотные напряженияwhich are allocated by the band-pass filter 31.2 and fed to the first (information) input of the phase detector 32.2. At the second (reference) input of the phase detector 32.2, voltages u g1i (t) of the synthesizer 27.2 of the frequencies of the second local oscillator are supplied. As a result of synchronous detection, low-frequency voltages are generated at the output of the phase detector 32.2
где Where
которые поступают на вход блока 2.2 управления.which are input to the control unit 2.2.
В последующем периодически по программе, заложенной в блок 2.1 управления, или по управляющему сигналу от стационарного поста мониторинга повторяют операцию измерения параметров. Для передачи соответствующих команд в блоке 2.2 управления формируется модулирующий код M2(t), который поступает на второй вход фазового манипулятора 19.2. На первый вход последнего подаются высокочастотные колебания с выхода синхронизатора 18.2 несущих частот, управляемого генератором 17.2 ПСП, к управляющему входу которого подключен синхронизатор 16.2Subsequently, periodically, according to the program embedded in the control unit 2.1, or according to the control signal from the stationary monitoring station, the parameter measurement operation is repeated. To transmit the corresponding commands in the control unit 2.2, a modulating code M 2 (t) is generated, which is fed to the second input of the phase manipulator 19.2. The first input of the latter is supplied with high-frequency oscillations from the output of the carrier synchronizer 18.2, controlled by the generator 17.2 PSP, to the control input of which a synchronizer 16.2 is connected
На выходе фазового манипулятора 19.2 формируются сложные ФМн сигналыAt the output of the phase manipulator 19.2, complex PSK signals are formed
где ϕк2(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M2(t), которые поступают на первый вход смесителя 21.2. На второй вход смесителя 21.2 последовательно подаются напряжения uг2i(t) синтезатора 20.2 частот первого гетеродина. На выходе смесителя 21.2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 22.2 выделяются напряжения третьей промежуточной частотыwhere ϕ k2 (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modulating code M 2 (t), which are fed to the first input of the mixer 21.2. The voltage u g2i (t) of the frequency synthesizer 20.2 of the first local oscillator is successively applied to the second input of the mixer 21.2. At the output of the mixer 21.2, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 22.2 distinguishes the voltage of the third intermediate frequency
где Where
ωпр3i=ωг2i-ωi=ω2i - третья промежуточная (разностная) частота;ω pr3i = ω g2i -ω i = ω 2i is the third intermediate (difference) frequency;
ϕпр3i=ϕг2i-ϕi,ϕ pr3i = ϕ g2i -ϕ i ,
которые после усиления в усилителе 23.2 мощности через дуплексер 24.2 поступают в приемопередающую антенну 25.2, излучаются ею в направление ИСЗ-ретранслятора на частоте ω2i, переизлучаются бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора с сохранением фазовых соотношений, принимаются антенной 25.1 ИНК и через дуплексер 24.1 и усилитель 26.1 мощности поступают на первый вход смесителя 28.1, на второй вход которого подаются последовательно во времени напряжения uг2i(t) синтезатора 27.1 частот второго гетеродина. На выходе смесителя 28.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 29.1 выделяются напряжения второй промежуточной частотыwhich, after amplification in the power amplifier 23.2 through the duplexer 24.2, enter the transceiver antenna 25.2, are emitted by it in the direction of the satellite repeater at the frequency ω 2i , are reradiated by the onboard equipment of the satellite repeater with preserving the phase relations, are received by the antenna 25.1 of the IRC and through the duplexer 24.1 and amplifier 26.1 power is supplied to the first input of the mixer 28.1, the second input of which is supplied sequentially in time to the voltage u g2i (t) of the synthesizer 27.1 of the frequencies of the second local oscillator. At the output of the mixer 28.1, voltages of combination frequencies are generated. The amplifier 29.1 allocated voltage of the second intermediate frequency
где Where
ωпр2i=ωг2i-ω2i - вторая промежуточная (разностная) частота;ω pr2i = ω g2i -ω 2i is the second intermediate (difference) frequency;
ϕ6i=ϕпр3i-ϕг2i,ϕ 6i = ϕ pr3i -ϕ g2i ,
которые поступают на первый вход перемножителя 30.1. На второй вход последнего подаются напряжения uг2i(t) синтезатора 27.1 частот второго гетеродина. На выходе перемножителя 30.1 образуются напряженияwhich go to the first input of the multiplier 30.1. The second input of the latter is supplied with voltage u g2i (t) of the synthesizer 27.1 of the frequencies of the second local oscillator. At the output of the multiplier 30.1 voltage
где Where
которые выделяются полосовым фильтром 31.1 и поступают на первый (информационный) вход фазового детектора 32.1. На второй (опорный) вход фазового детектора 32.1 подаются напряжения uг1i(t) синтезатора 20.1 частот первого гетеродина в качестве опорных напряжений. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 32.1 образуются низкочастотные напряженияwhich are allocated by the band-pass filter 31.1 and fed to the first (information) input of the phase detector 32.1. At the second (reference) input of the phase detector 32.1, voltages u g1i (t) of the frequency synthesizer 20.1 of the first local oscillator are supplied as reference voltages. As a result of synchronous detection, low-frequency voltages are generated at the output of the phase detector 32.1
где Where
пропорционально модулирующему коду M2(t), которые поступают на второй вход блока 2.1 управления, где реализуются команды и рекомендации стационарного поста мониторинга.in proportion to the modulating code M 2 (t), which are fed to the second input of the control unit 2.1, where the commands and recommendations of the stationary monitoring station are implemented.
В случае соответствия всех измеренных блоками 4, 5 и 6 параметров условиям нормальной эксплуатации измерительно-навигационного комплекса передача радиотелеметрической информации с борта ИНК на стационарный пост мониторинга происходит с заданной периодичностью (например, один раз в 60 минут).If all the parameters measured by
При превышении хотя бы одного из измеренных параметров заданного уровня или отклонения места нахождения ИНК от планового места нахождения, период между передачами сокращается.If at least one of the measured parameters exceeds a predetermined level or the deviation of the location of the INC from the planned location, the period between transfers is reduced.
При возникновении аварийной ситуации дискретную информацию с борта ИНК передают непрерывно.In the event of an emergency, discrete information from the INC is transmitted continuously.
При возвращении контролируемых параметров к допустимым значениям, а также соответствие места нахождения ИНК плановому месту нахождения, период между передачами дискретной информации будет снова увеличен.When the controlled parameters return to acceptable values, as well as the correspondence of the location of the INC to the planned location, the period between discrete information transfers will again be increased.
Режим передачи дискретной информации блоком 2.1 управления может быть также изменен решением стационарного поста мониторинга. Система подзарядки аккумуляторной батареи работает постоянно.The mode of transmitting discrete information by the control unit 2.1 can also be changed by the decision of a stationary monitoring station. The battery charging system is always on.
Таким образом, предлагаемая система мониторинга состояния льда и окружающей среды по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение надежности обмена радиотелеметрической и командной информацией между измерительно-навигационным комплексом, установленным на дрейфующий лед, и стационарным постом мониторинга в условиях северных ледовых морей, многолучевого распространения радиоволн, организованных и непреднамеренных помех. Это достигается за счет использования геостационарного ИСЗ-ретранслятора и сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн) и псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).Thus, the proposed system for monitoring the state of ice and the environment, in comparison with the prototype and other technical solutions of a similar purpose, provides an increase in the reliability of the exchange of radio telemetry and command information between the measuring and navigation complex installed on drifting ice and the stationary monitoring post in the northern ice seas, multipath propagation of radio waves, organized and unintentional interference. This is achieved through the use of a geostationary satellite repeater and complex signals with phase shift keying (PSK) and pseudo-random tuning of the operating frequency (PFRCH).
Основное достоинство дуплексного метода связи через геостационарный ИСЗ-ретранслятор состоит в том, что он обеспечивает надежной дуплексной радиосвязью измерительно-навигационный комплекс и стационарный пост мониторинга, разнесенные на большие расстояния. В нем исключается длина трассы прохождения сигнала. Поэтому его точность в основном зависит от параметров бортового ретранслятора и типа используемых сигналов.The main advantage of the duplex method of communication through a geostationary satellite repeater is that it provides reliable duplex radio communications measuring and navigation complex and a stationary monitoring station, spaced over long distances. It excludes the length of the signal path. Therefore, its accuracy mainly depends on the parameters of the onboard repeater and the type of signals used.
Рабочая частота используемых ФМн сигналов и частоты гетеродинов перестраиваемые в широких пределах в соответствии с псевдослучайными кодами, известными на измерительно-навигационном комплексе и стационарном посте мониторинга и неизвестными постановщику помех.The operating frequency of the used PSK signals and the local oscillator frequencies are tunable over a wide range in accordance with pseudorandom codes known at the measuring and navigation complex and stationary monitoring post and unknown to the jammer.
Стратегия борьбы с непреднамеренными и организованными помехами заключается в «уходе» сигналов дуплексной системы радиосвязи от воздействия помех путем псевдослучайной перестройки рабочей частоты и в «противоборстве» с ними путем фазовой манипуляции несущей частоты псевдослучайной последовательностью.The strategy to combat unintentional and organized interference consists in “avoiding” the signals of the duplex radio communication system from the effects of interference by pseudo-random tuning of the operating frequency and in “confronting” them by phase manipulating the carrier frequency with a pseudo-random sequence.
Поэтому при защите от помех важной характеристикой является фактическое время работы на одной частоте tc. Чем меньше это время, тем выше вероятность того, что сигналы системы дуплексной радиосвязи с ППРЧ не будут подвержены воздействию организованных помех.Therefore, when protecting against interference, an important characteristic is the actual operating time at one frequency t c . The shorter this time, the higher the likelihood that the signals of a duplex radio communication system with frequency hopping will not be affected by organized interference.
Помехоустойчивость системы дуплексной радиосвязи через геостационарный ИСЗ-ретранслятор зависит не только от времени работы на одной частоте, но и от вида помех и их мощности, мощности полезного сигнала, структуры приемников.The noise immunity of a duplex radio communication system through a geostationary satellite repeater depends not only on the operating time at a single frequency, but also on the type of interference and their power, useful signal power, and receiver structure.
Используемые сложные ФМн сигналы с ППРЧ обладают энергетической, структурной, информационной, временной и пространственной скрытностью.Used complex PSK signals with frequency hopping have energy, structural, informational, temporal and spatial secrecy.
Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого, сложный ФМн сигнал с ППРЧ в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн сигнала отнюдь не мала. Она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time and spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex PSK signal with frequency hopping at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex PSK signal is by no means small. It is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point in this area the signal power is less than the power of noise and interference.
Структурная скрытность сложных ФМн сигналов с ППРЧ обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн сигналов с ППРЧ и априорно неизвестной структурой с целью повышения чувствительности приемников.The structural secrecy of complex PSK signals with frequency hopping is caused by a wide variety of their forms and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of complex PSK signals with frequency hopping and an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of receivers.
Информационная скрытность определяется способностью противостоять мерам радиотехнической разведки, направленным на раскрытие смысла сообщений, которыми обмениваются измерительно-навигационный комплекс и стационарный пост мониторинга.Information secrecy is determined by the ability to withstand measures of electronic intelligence aimed at revealing the meaning of the messages exchanged between the measuring and navigation complex and the stationary monitoring post.
Временная скрытность системы дуплексной радиосвязи определяется ее временными режимами работы на излучение.The temporary secrecy of a duplex radio communication system is determined by its temporary radiation modes.
Пространственная скрытность системы дуплексной радиосвязи зависит от мощности сигнала, вида и параметров диаграмм направленности приемопередающих антенн.The spatial secrecy of a duplex radio communication system depends on the signal power, the type and parameters of the radiation patterns of the transceiver antennas.
Сложные ФМн сигналы с ППРЧ позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.Complex PSK signals with frequency hopping allow you to apply a new type of selection - structural selection. This means that it becomes possible to separate signals operating in the same frequency band and at the same time intervals.
К числу других проблем, от решения которых в значительной мере зависит дальнейший прогресс средств дуплексной радиосвязи, следует отнести проблему установления надежной связи между ИНК и стационарным постом мониторинга при наличии многолучевого характера распространения радиоволн. Наличие многолучевого характера распространения радиоволн приводит к искажению принимаемых сигналов.Among other problems, the solution of which to a large extent depends on the further progress of duplex radiocommunication facilities, should include the problem of establishing reliable communication between the INC and the stationary monitoring post in the presence of the multipath nature of the propagation of radio waves. The presence of the multipath nature of the propagation of radio waves leads to a distortion of the received signals.
Попытка преодолеть вредное влияние многолучевости предпринимаются уже давно. К ним можно отнести разнесенный прием, селекцию сигналов по времени и углу прихода, корректирующее кодирование и некоторые другие методы. Однако все они не дают принципиального решения проблемы.Attempts to overcome the harmful effects of multipath have been made for a long time. These include diversity reception, signal selection by time and angle of arrival, corrective coding, and some other methods. However, all of them do not provide a fundamental solution to the problem.
Сложные ФМн сигналы с ППРЧ благодаря использованию нескольких несущих частот и своим хорошим корреляционным свойствам может быть «свернут» в узкий импульс, длительность которого обратно пропорциональна используемой ширине полосы частот. Выбирая такую полосу частот, чтобы длительность «свернутого» импульса была меньше времени запаздывания, можно осуществить раздельный прием импульсов, приходящих в точку приема различными путями, а суммируя их энергию, можно, кроме того, повысить помехоустойчивость приема сложных ФМн сигналов с ППРЧ. Тем самым указанная проблема получает принципиальное разрешение.Due to the use of several carrier frequencies and its good correlation properties, complex PSK signals with frequency hopping can be “folded” into a narrow pulse whose duration is inversely proportional to the used bandwidth. Choosing such a frequency band so that the duration of the “convoluted” pulse is shorter than the delay time, it is possible to separately receive pulses arriving at the receiving point in various ways, and by summing their energy, it is also possible to increase the noise immunity of receiving complex PSK signals with frequency hopping. Thus, the indicated problem gets a fundamental solution.
Основной особенностью предлагаемой системы, создаваемой при использовании устанавливаемых на дрейфующий лед измерительно-навигационных комплексов, является возможность обеспечивать точный технический контроль состояния льда, его толщины, что позволяет при использовании специальных программных продуктов делать прогноз времени и качества формирования торосов, смещения льда и образования, непроходимых для ледокольного флота ледовых условий.The main feature of the proposed system, which is created using measuring and navigation systems installed on drifting ice, is the ability to provide precise technical control of the state of ice, its thickness, which makes it possible, using special software products, to predict the time and quality of formation of hummocks, ice displacement and formation impassable for the icebreaker fleet of ice conditions.
Использование разработанной системы позволяет обеспечить повышение уровня безопасной проводки судов во льдах и безопасность объектов нефтегазопромысловой и гидротехнической инфраструктуры на шельфе и в прибрежной зоне в ледовых морях и в условиях дрейфующего ледяного покрова.Using the developed system makes it possible to increase the level of safe pilotage of ships in ice and the safety of oil and gas and hydraulic infrastructure facilities on the shelf and in the coastal zone in ice seas and in conditions of drifting ice cover.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019118920A RU2715845C9 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Ice and environment monitoring system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019118920A RU2715845C9 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Ice and environment monitoring system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2715845C1 RU2715845C1 (en) | 2020-03-03 |
RU2715845C9 true RU2715845C9 (en) | 2020-04-29 |
Family
ID=69768467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019118920A RU2715845C9 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Ice and environment monitoring system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2715845C9 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2251128C1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-04-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Portable meteorological station |
US20090141591A1 (en) * | 2005-07-15 | 2009-06-04 | Basilico Albert R | System and Method for Extending GPS to Divers and Underwater Vehicles |
RU86321U1 (en) * | 2009-02-25 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева | MULTI-FREQUENCY NAVIGATION SYSTEM |
RU2486471C1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" | Measurement-navigation complex installed on ice |
-
2019
- 2019-06-17 RU RU2019118920A patent/RU2715845C9/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2251128C1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-04-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Portable meteorological station |
US20090141591A1 (en) * | 2005-07-15 | 2009-06-04 | Basilico Albert R | System and Method for Extending GPS to Divers and Underwater Vehicles |
RU86321U1 (en) * | 2009-02-25 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева | MULTI-FREQUENCY NAVIGATION SYSTEM |
RU2486471C1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" | Measurement-navigation complex installed on ice |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Экспедиционная деятельность в рамках международного полярного года 2007/08. Том 1. Экспедиции 2007 года. ААНИИ. - СПб., 2008, с. 1-234. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2715845C1 (en) | 2020-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2535604C2 (en) | Secondary radar system for air traffic control | |
Han et al. | Future alternative positioning, navigation, and timing techniques: A survey | |
Oligeri et al. | GNSS spoofing detection via opportunistic IRIDIUM signals | |
RU2389054C1 (en) | Method for collation of time scales and device for its implementation | |
RU2715845C9 (en) | Ice and environment monitoring system | |
CN103188600B (en) | A kind of earth-space communication method and system being adapted to DME system operating frequency | |
RU2418714C2 (en) | System for detecting person suffering distress on water | |
RU2658123C1 (en) | System of remote control of the state of the atmosphere and ice cover in the north areas | |
RU2301437C1 (en) | Mode of comparison of time scale | |
RU2310221C1 (en) | Device for synchronizing clock | |
Navrátil et al. | Exploiting terrestrial positioning signals to enable a low-cost passive radar | |
RU2681671C1 (en) | Computer system for remote control of navigation complexes for arctic automated environmental monitoring | |
RU2299832C1 (en) | Man-overboard detection system | |
RU2295742C1 (en) | Aviation meteorological complex of active influencing on clouds | |
Ishikawa et al. | Method for detecting user positions with unmanned aerial vehicles based on doppler shifts | |
Matolak | Hyper-spectral communications, networking & ATM as foundation for safe and efficient future flight: transcending aviation operational limitations with diverse and secure multi-band, multi-mode, and mmWave wireless links: project overview, aviation communications and new signaling | |
RU2732318C1 (en) | Computer system for remote control of navigation systems for automated monitoring of environment in arctic conditions | |
RU2723928C1 (en) | Computer system for remote control of navigation systems for automated monitoring of environment in arctic conditions | |
RU2454348C2 (en) | Device to control railway traffic by means of artificial earth satellites | |
RU2712794C1 (en) | System for remote monitoring of atmosphere and ice cover in northern regions | |
RU2733054C1 (en) | Computer system for remote control and management of urban infrastructure support facilities | |
RU2801583C1 (en) | Landing beacon group of decimeter wavelength range | |
RU2348560C1 (en) | Device for combined radio communication and radio navigation and device to this end for rail way transport | |
JP2013070226A (en) | Satellite communication system, and communication relay satellite | |
Mnisi et al. | A Study of AIS Frames Sent by CubeSats into the Ground Station |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 7-2020 FOR INID CODE(S) (73) |
|
TH4A | Reissue of patent specification |