RU2116099C1 - Method locating position of buried biological objects or their remains and device for its realization - Google Patents

Method locating position of buried biological objects or their remains and device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2116099C1
RU2116099C1 RU95117393A RU95117393A RU2116099C1 RU 2116099 C1 RU2116099 C1 RU 2116099C1 RU 95117393 A RU95117393 A RU 95117393A RU 95117393 A RU95117393 A RU 95117393A RU 2116099 C1 RU2116099 C1 RU 2116099C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
phase
output
signal
amplifier
Prior art date
Application number
RU95117393A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95117393A (en
Inventor
Ю.П. Кравченко
А.С. Горюхин
Н.В. Калашченко
А.В. Савельев
Original Assignee
Кравченко Юрий Павлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кравченко Юрий Павлович filed Critical Кравченко Юрий Павлович
Priority to RU95117393A priority Critical patent/RU2116099C1/en
Publication of RU95117393A publication Critical patent/RU95117393A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2116099C1 publication Critical patent/RU2116099C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: search and rescue operations, search for biological objects or their remains buried during earthquakes or lost mountaineers. SUBSTANCE: proposed method is based on capability of biological objects including their remains to distort actively phase characteristics of background electromagnetic field of the Earth having nature of noise with distributed continuous spectrum in range of very long radio waves on certain fixed frequencies independent of time of their formation. When device designed for realization of this method is moved over buried object of search difference signal emerges across output of D.C. amplifier that exceeds balancing voltage from output of compensation unit which value is established with static compensation for noise background and value of threshold of element established by voltage from output of unit controlling value of threshold with dynamic compensation for noise background. As result of this integrator starts integration and voltage across its output begins to change abruptly up to saturation of integrator which is displayed on indicating element. EFFECT: expanded functional capabilities, improved operational characteristics and diminished time of search. 9 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к поисково-спасательным работам и может быть использовано для поиска засыпанных биообъектов или их останков в районах землетрясений, а также в альпинизме при поиске биообъектов, засыпанных, например, снежными лавинами или горными обвалами. The invention relates to search and rescue operations and can be used to search for buried bioobjects or their remains in areas of earthquakes, as well as mountain climbing when searching for bioobjects covered with, for example, avalanches or mountain landslides.

Известен способ радиопеленга местонахождения засыпанных снежной лавиной альпинистов, заключающийся в предварительном размещении в одежде альпиниста малогабаритного маломощного приемопередатчика, включение его на постоянную работу в режиме передачи сигналов радиомаяка во время рабочего движения альпиниста и последующий радиопеленг сигналов маяка с помощью нескольких аналогичных приемопередатчиков в случае попадания альпиниста в снежную лавину с расстояния не более 60 м [1]. There is a method of radio direction finding the location of climbers bombarded with a snow avalanche, which consists in preliminarily placing a small-sized low-power transceiver in the climber’s clothes, turning it on for continuous operation in the mode of transmitting radio beacon signals during the climber’s working movement, and subsequent radio direction finding of the lighthouse signals using several similar transceivers in the event of an alpinist hit avalanche from a distance of not more than 60 m [1].

Недостатками известного способа являются низкие функциональные возможности и ограниченная сфера применения, поскольку известный способ имеет активный характер, то есть требует предварительного размещения специального оборудования (приемопередатчика) на объектах, подлежащих поиску. В связи с этим известный способ может реально использоваться лишь в случаях ожидаемого засыпания, например лавиной, и лишь непродолжительное время (не более нескольких часов). Известный способ не может быть применен при неожиданных сходах лавин или внезапных горных обвалах, а также на больших территориях по причине невозможности размещения передатчиков на всех биообъектах, подлежащих защите, и невозможности их работы продолжительное время, например в районах землетрясений. Кроме того, известный способ обладает низкими функциональными возможностями по причине того, что не позволяет обнаруживать останки биообъектов, засыпанных грунтом, снегом и так далее через продолжительное время после засыпания. The disadvantages of this method are low functionality and a limited scope, since the known method is active in nature, that is, it requires preliminary placement of special equipment (transceiver) at the objects to be searched. In this regard, the known method can actually be used only in cases of expected falling asleep, for example, an avalanche, and only for a short time (no more than a few hours). The known method cannot be applied in case of unexpected avalanches or sudden mountain collapses, as well as in large areas due to the inability to place transmitters on all bioobjects to be protected, and the inability to operate them for a long time, for example, in areas of earthquakes. In addition, the known method has low functionality due to the fact that it does not allow to detect the remains of biological objects, covered with soil, snow, and so on long after falling asleep.

Известен способ поиска засыпанных людей с помощью специально обученных собак [1]. There is a method of searching for bombarded people using specially trained dogs [1].

Недостатками известного способа являются низкие функциональные возможности по причине невозможности применения для поиска останков сроком более года после их засыпания, поскольку способ основан на обнаружении местонахождении собаками по запаху, что связано с его ослаблением и исчезновением со временем. Также к недостаткам относится субъективный характер способа, неоднозначная реакция собак, зависимость качества поиска от состояния собак, их обученности, погодных и климатических условий, что ухудшает точность и эксплуатационные возможности способа. The disadvantages of this method are the low functionality due to the inability to use to search for remains for more than a year after falling asleep, since the method is based on the location of the dogs by smell, which is associated with its weakening and disappearance over time. The disadvantages include the subjective nature of the method, the mixed reaction of dogs, the dependence of the search quality on the condition of the dogs, their training, weather and climatic conditions, which impairs the accuracy and operational capabilities of the method.

Наиболее близким к предлагаемому является известный способ определения местонахождения живых существ, попавших в завал, заключающийся в том, что перемещают зонд параллельно поверхности засыпанного участка в направлении поиска, в качестве зонда используют антенну, ориентируют ее поверхность параллельно поверхности засыпанного участка, принимают в процессе перемещения антенны полезный сигнал и осуществляют его фазочастотный анализ. Кроме того, в процессе перемещения зонда постоянно излучают в землю по меньшей мере два луча высокочастотной электромагнитной энергии, значительно отличающиеся по частоте, а полезный сигнал принимают как отраженный на границе между землей и живым существом [2]. Closest to the proposed one is a known method for determining the location of living creatures that have fallen into the blockage, namely, that they move the probe parallel to the surface of the bombarded area in the search direction, use the antenna as a probe, orient its surface parallel to the surface of the bombarded area, and take it in the process of moving the antenna useful signal and carry out its phase-frequency analysis. In addition, in the process of moving the probe, at least two rays of high-frequency electromagnetic energy are constantly emitted into the earth, significantly differing in frequency, and the useful signal is received as reflected on the boundary between the earth and the living being [2].

Недостатками известного способа являются низкие эксплуатационные характеристики и высокая сложность по причине активности способа ввиду применения радиолокационного метода, предполагающего "просвечивание" засыпанного участка высокочастотными конентрированными пучками электромагнитной энергии большой мощности. Известный способ обладает также пониженными функциональными возможностями, т. к. удовлетворительно работает лишь в случае относительно однородной среды завала. Это объясняется тем, что при завалах повышенной неоднородности, имеющих место, например, в районах землетрясений при разрушении зданий, образуются многократные хаотические отражения лучей от множества границ неоднородностей среды, что обусловливает высокий уровень помех и ложных срабатываний. The disadvantages of this method are low operational characteristics and high complexity due to the activity of the method due to the use of the radar method, involving the "transmission" of the covered area with high-frequency concentrated beams of high-power electromagnetic energy. The known method also has reduced functionality, because it works satisfactorily only in the case of a relatively homogeneous blockage environment. This is explained by the fact that during blockages of increased heterogeneity, which take place, for example, in earthquake areas during the destruction of buildings, multiple chaotic reflections of rays from the many boundaries of the inhomogeneities of the medium are formed, which leads to a high level of interference and false responses.

Известно устройство (приемопередатчик) для обнаружения местонахождения альпинистов, засыпанных снежной лавиной, содержащее антенну, приемный блок, первый вход которого соединен с выходом антенны, а второй вход - с выходом блока питания. Кроме того, устройство содержит передающий блок, вход которого соединен с выходом блока питания, а выход передающего блока соединен через коммутатор с антенной. Кроме того, устройство работает в средневолновом диапазоне [1]. A device (transceiver) is known for detecting the location of climbers bombarded with an avalanche, containing an antenna, a receiving unit, the first input of which is connected to the output of the antenna, and the second input to the output of the power supply. In addition, the device contains a transmitting unit, the input of which is connected to the output of the power supply, and the output of the transmitting unit is connected via a switch to an antenna. In addition, the device operates in the medium wavelength range [1].

Недостатками известного устройства являются низкие функциональные возможности и эксплуатационные характеристики по причине того, что устройство позволяет определять местонахождение лишь тех биообъектов, на которых были предварительно расположены устройства, то есть в случае ожидаемого ориентировочного места и времени обвала, что практически полностью исключает применение устройства при масштабе стихийных бедствий, например, при землетрясениях или в случае неожиданных сходов лавин, обвалов и так далее. Кроме того, относительно большой расход энергии автономных источников питания при передаче радиосигналов в значительной мере ограничивает время поиска практически несколькими часами сразу после засыпания. The disadvantages of the known device are low functionality and operational characteristics due to the fact that the device allows you to determine the location of only those biological objects on which the devices were previously located, that is, in the case of the expected approximate location and time of the collapse, which almost completely eliminates the use of the device at the scale of natural disasters, for example, during earthquakes or in the case of unexpected avalanches, landslides, and so on. In addition, the relatively high energy consumption of autonomous power sources for transmitting radio signals significantly limits the search time to almost a few hours immediately after falling asleep.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения местонахождения живых существ, попавших в завал, содержащее антенну, приемный блок, первый вход которого соединен с выходом антенны, а второй вход - с выходом блока питания, приемный блок имеет усилитель переменного тока, фильтр и элемент индикации. Кроме того, устройство содержит передающий блок, выход которого соединен со входом антенны через коммутатор, амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом усилителя переменного тока, а выход детектора соединен с входом фильтра, выход которого подключен ко входу элемента индикации [2]. Closest to the proposed is a device for determining the location of living creatures that have fallen into the blockage, containing an antenna, a receiving unit, the first input of which is connected to the output of the antenna, and the second input - with the output of the power supply, the receiving unit has an AC amplifier, a filter and an indication element . In addition, the device contains a transmitting unit, the output of which is connected to the input of the antenna through the switch, an amplitude detector, the input of which is connected to the output of the AC amplifier, and the output of the detector is connected to the input of the filter, the output of which is connected to the input of the indication element [2].

Недостатками известного устройства являются высокая сложность и низкие эксплуатационные характеристики по причине наличия многочастотного передатчика большой мощности и направленной сфазированной антенны, а также по причине связанного с этим высокого энергопотребления, что требует использования громоздких автономных источников питания большой емкости и частоты их подзаряда. The disadvantages of the known device are its high complexity and low performance due to the presence of a high-frequency multi-frequency transmitter and directional phased antenna, as well as due to the high power consumption associated with this, which requires the use of bulky self-contained high-capacity power sources and their frequency of recharging.

К недостаткам известного устройства относятся также низкие функциональные возможности по причине снижения точности и помехозащищенности в случае завала повышенной неоднородности, что резко ограничивает область применения известного устройства. Известное устройство вместе с этим обладает низкой экологичностью поскольку излучаемая электромагнитная энергия используемого диапазона при применяемых значительных мощностях передатчика неблагоприятно действует на состояние живых биообъектов, особенно имеющих повреждения в случае завала. Кроме того, известное устройство при работе образует значительные помехи радиоприему, а также создает помехи другим аналогичным устройствам, одновременно работающим на соседних, близко расположенных участках. The disadvantages of the known device also include low functionality due to reduced accuracy and noise immunity in the event of blockage of increased heterogeneity, which severely limits the scope of the known device. The known device, at the same time, has low environmental friendliness, since the radiated electromagnetic energy of the used range with the significant transmitter powers used adversely affects the state of living bio-objects, especially those that are damaged in the event of a blockage. In addition, the known device during operation forms significant interference to radio reception, and also interferes with other similar devices simultaneously operating in neighboring, closely spaced areas.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, улучшение эксплуатационных характеристик, сокращение времени поиска и упрощение способа, за счет осуществления возможности поиска биообъектов, засыпанных различными видами грунта, в том числе повышенной неоднородности, например развалинами зданий, снегом, пассивным образом без предварительного размещения какого-либо оборудования на биообъектах, подлежащих поиску, а также дистанционным бесконтактным образом. The aim of the invention is to expand the functionality, improve operational characteristics, reduce search time and simplify the method, by making it possible to search for biological objects covered with various types of soil, including increased heterogeneity, for example, building ruins, snow, in a passive manner without first placing any equipment on bioobjects to be searched, as well as remotely in a non-contact manner.

Для достижения поставленной цели в известном способе обнаружения местонахождения живых существ, попавших в завал, заключающемся в том, что перемещают зонд параллельно поверхности засыпанного участка в направлении поиска, в качестве зонда используют антенну, ориентируют ее поверхности параллельно поверхности засыпанного участка, принимают в процессе перемещения антенны полезный сигнал и осуществляют его фазочастотный анализ, дополнительно в качестве антенны используют электрически малую антенну, а в качестве полезного сигнала принимают электрическую составляющую радиошумов естественного электромагнитного поля Земли сверхдлинноволнового диапазона, при этом фазочастотный анализ шумового сигнала производят за счет того, что выделяют из шума фазу его гармонической составляющей на фиксированной частоте за счет того, что его фильтруют и непрерывно в процессе перемещения антенны сравнивают фазу отфильтрованного сигнала с эталонной фазой, а по результатам сравнения судят о расположении биообъекта или его останков. Кроме того, перед началом перемещения антенны производят статическую компенсацию помехового фона за счет установки величины фазы эталонного сигнала, равной фазе сигнала, выделенного из принимаемого радиосигнала при неподвижной антенне. Кроме того, перед началом поиска производят динамическую компенсацию помехового фона от неоднородностей грунта за счет того, что помещают антенну над типовой частью поверхности засыпанного участка, не содержащей заведомо биообъектов, и устанавливают такую величину порога разности фаз принимаемого и эталонного сигналов, чтобы величина разности фаз не превышала при этом установленной пороговой величины. Кроме того, интегрируют сигнал разности фаз в процессе перемещения антенны, отображают динамику изменения величины интеграла и по его появлению и резкому изменению определяют нахождение биообъекта или его останков под точкой поверхности участка, над которой произошло начало резкого изменения интеграла разности фаз. Кроме того, перемещение антенны производят с постоянной скоростью. Кроме того, до фиксации сигнала интеграла разности фаз производят периодическую установку нулевых начальных условий интегрирования в процессе перемещения антенны. Кроме того, после появления и резкого изменения интеграла разности фаз в процессе перемещения антенны ее возвращают назад, устанавливают нулевые начальные условия интегрирования, отступают вправо или влево от траектории движения на величину до 0,5 м и перемещают антенну в том же направлении до новой фиксации сигнала интеграла разности фаз, таким образом производят фиксацию контура скрытого биообъекта, всякий раз отводя антенну назад, устанавливая нулевые начальные условия интегрирования и перемещая ее в новом направлении, ортогональном контуру биообъекта. To achieve this goal in the known method for detecting the location of living creatures that have fallen into the blockage, namely, that they move the probe parallel to the surface of the filled area in the search direction, use the antenna as a probe, orient its surfaces parallel to the surface of the filled area, and take it in the process of moving the antenna a useful signal and carry out its phase-frequency analysis; in addition, an electrically small antenna is used as an antenna, and as a useful signal, crush the electrical component of the radio noise of the Earth’s natural electromagnetic field of the extra-long wavelength range, while the phase-frequency analysis of the noise signal is performed due to the fact that the phase of its harmonic component at a fixed frequency is extracted from noise due to the fact that it is filtered and the phase of the filtered signal is continuously compared during the movement of the antenna with the reference phase, and according to the results of the comparison, the location of the biological object or its remains is judged. In addition, before starting to move the antenna, static interference compensation is performed by setting the phase of the reference signal equal to the phase of the signal extracted from the received radio signal when the antenna is stationary. In addition, before starting the search, dynamic compensation of the background noise from soil inhomogeneities is carried out due to the fact that the antenna is placed over a typical part of the surface of the filled area, which does not contain obviously biological objects, and the threshold value of the phase difference of the received and reference signals is set so that the phase difference does not at the same time exceeded the established threshold value. In addition, they integrate the signal of the phase difference during the movement of the antenna, display the dynamics of the change in the magnitude of the integral, and by its appearance and sharp change determine the location of the biological object or its remains under the surface point of the area above which the sharp change in the integral of the phase difference occurs. In addition, the antenna is moved at a constant speed. In addition, prior to fixing the signal of the integral of the phase difference, the initial zero integration conditions are periodically set during the movement of the antenna. In addition, after the appearance and a sharp change in the integral of the phase difference during the movement of the antenna, it is returned back, the initial integration conditions are set to zero, they step back to the right or left of the motion path by up to 0.5 m and the antenna is moved in the same direction until the signal is fixed again of the integral of the phase difference, thus fixing the contour of the hidden biological object, each time taking the antenna back, establishing zero initial integration conditions and moving it in a new direction, orthogonally biological object contour.

Для достижения поставленной цели в известное устройство для обнаружения местонахождения живых существ, попавших в завал, содержащее антенну, приемный блок, первый вход которого соединен с выходом антенны, а второй вход - с выходом блока питания, приемный блок имеет усилитель переменного тока, фильтр и элемент индикации, дополнительно введены последовательно соединенные предварительный усилитель и импульсный фильтр, фазовый детектор и последовательно соединенные усилитель постоянного тока, пороговый элемент и интегратор, соединенный с элементом индикации, фильтр выполнен в виде фильтра нижних частот и включен между фазовым детектором и усилителем постоянного тока, при этом вход предварительного усилителя является первым входом приемного блока, кроме того, дополнительно введены генератор опорной частоты и фазы, выход которого соединен со вторыми входами импульсного фильтра и фазового детектора, блок компенсации, выход которого соединен со вторым входом балансировки усилителя постоянного тока, блок регулирования порога, выход которого соединен со вторым входом порогового элемента, кнопка сброса, выход которой соединен со вторым входом сброса интегратора, а усилитель переменного тока включен между импульсными фильтром и фазовым детектором. To achieve this goal, in the known device for detecting the location of living creatures that have fallen into the blockage containing the antenna, the receiving unit, the first input of which is connected to the output of the antenna, and the second input - with the output of the power supply, the receiving unit has an AC amplifier, a filter and an element indications, a pre-amplifier and a pulse filter, a phase detector and a series-connected DC amplifier, a threshold element and an integrator connected to an indication element, the filter is made in the form of a low-pass filter and is connected between the phase detector and the DC amplifier, while the input of the pre-amplifier is the first input of the receiving unit, in addition, a reference frequency and phase generator is introduced, the output of which is connected to the second inputs of the pulse filter and a phase detector, a compensation unit, the output of which is connected to the second input of the balancing of the DC amplifier, a threshold control unit, the output of which is connected to the second input of the por ovogo element, a reset button, which output is connected to the second reset input of the integrator and an AC amplifier is connected between the pulse filter and a phase detector.

Кроме того, антенна является электрической и выполнена в виде плоской электропроводящей пластины, размеры которой пренебрежимо малы по сравнению с рабочими длинами волн. In addition, the antenna is electric and is made in the form of a flat conductive plate, the dimensions of which are negligible in comparison with the working wavelengths.

На фиг. 1 - 3 изображены схемы поиска засыпанных биообъектов при передвижении оператора по поверхности засыпанного участка соответственно на лыжах, пешком, над поверхностью участка на вертолете; на фиг. 4 - схема процесса определения контура проекции засыпанного объекта на поверхность насыпи; на фиг. 5 - функциональная схема устройства для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков; на фиг. 6 - характеристика "вход-выход" порогового элемента и схема ее регулирования. In FIG. 1 - 3 show the search patterns of the bombarded bioobjects when the operator moves on the surface of the bombarded area, respectively, on skis, on foot, above the surface of the plot by helicopter; in FIG. 4 is a diagram of a process for determining the contour of the projection of a filled object onto the surface of an embankment; in FIG. 5 is a functional diagram of a device for detecting the location of buried bioobjects or their remains; in FIG. 6 - characteristic "input-output" of the threshold element and the scheme of its regulation.

Способ основан на способности биологических объектов, в том числе их останков, независимо от времени их образования интенсивно искажать фазовые характеристики фонового электромагнитного поля, имеющего характер шума с распределенным непрерывным спектром в диапазоне сверхдлинных радиоволн на определенных фиксированных частотах. Эти искажения превышают, как правило, на несколько порядков искажения поля от неоднородностей грунта, связанных с нахождением в нем объектов неживой природы, что позволяет достаточно легко отдифференцировать их друг от друга по уровню вносимых ими фазовых искажений. Способ основан также на определении фазовых характеристик при гармоническом покомпонентном анализе шумового сигнала фонового электромагнитного поля как источника полезного сигнала непосредственно над поверхностью засыпанного участка в местах предположительного нахождения объектов поиска. Это обеспечивает высокую помехозащищенность способа, недостижимую любыми другими известными из литературных источников способами, основанными, как правило, на амплитудных, а не на фазовых измерениях, что позволило в свою очередь в значительной мере увеличить общее усиление и повысить чувствительность до предела, при котором без труда обнаруживаются различия в характеристиках полевого фона вблизи объектов живого и неживого происхождения. Высокой помехозащищенности способа способствует также тот факт, что прием шумовых сигналов осуществляют по их электрической, а не магнитной компоненте за счет предложенных операций способа. Пассивный характер способа, отсутствие необходимости предварительного размещения какого-либо оборудования на объектах поиска, а также возможность достаточно четкого различения искажений поля, вызванных объектами живой природы, от других неоднородностей грунта обеспечивает значительное расширение функциональных возможностей, так как позволяет осуществлять поиск биообъектов, засыпанных неожиданным непроизвольным образом на больших поверхностях не только в снежных лавинах, но и в горных обвалах, в районах землетрясений и так далее. Кроме того, дополнительно введенные операции позволяют находить местоположение останков биообъектов, засыпанных со сроками давности год и более, что не позволяет производить ни один из известных способов. The method is based on the ability of biological objects, including their remains, regardless of the time of their formation, to intensively distort the phase characteristics of the background electromagnetic field, which has the character of noise with a distributed continuous spectrum in the range of ultra-long radio waves at certain fixed frequencies. These distortions usually exceed by several orders of magnitude field distortions from soil inhomogeneities associated with the presence of inanimate objects in it, which makes it quite easy to differentiate them from each other according to the level of phase distortions introduced by them. The method is also based on the determination of phase characteristics in a harmonic component-wise analysis of the noise signal of the background electromagnetic field as a source of a useful signal directly above the surface of the filled area in the places where the search objects are supposed to be. This provides a high noise immunity of the method, unattainable by any other methods known from literature, based, as a rule, on amplitude rather than phase measurements, which in turn made it possible to significantly increase the overall gain and increase the sensitivity to the point at which it is easy differences in the characteristics of the field background are found near objects of animate and inanimate origin. The high noise immunity of the method is also facilitated by the fact that the reception of noise signals is carried out by their electrical rather than magnetic component due to the proposed operations of the method. The passive nature of the method, the absence of the need for preliminary placement of any equipment on the search objects, as well as the possibility of a sufficiently clear distinction of field distortions caused by wildlife, from other heterogeneities of the soil provides a significant expansion of functionality, as it allows you to search for biological objects bombarded with unexpected involuntary image on large surfaces, not only in snow avalanches, but also in mountain landslides, in areas of earthquakes, and so on. In addition, the additionally introduced operations make it possible to find the location of the remains of bioobjects, covered with a statute of limitations of a year or more, which does not allow to produce any of the known methods.

Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков осуществляют следующим образом. A method for detecting the location of bombarded biological objects or their remains is as follows.

Перемещаясь по поверхности засыпанного участка на лыжах (фиг. 1) в случае нахождения объектов поиска под снегом, пешком (фиг. 2) или на транспортном средстве, в случае нахождения объектов поиска под обломками зданий, горными обвалами и т.д. или же в непосредственной близости над поверхностью (фиг. 3) засыпанного участка (на вертолете, воздушном шаре и т.д. ), перемещают параллельно поверхности засыпанного участка приемную антенну на высоте 1,5-2 м так, чтобы относительно земли она двигалась с постоянной скоростью. Непрерывно в процессе перемещения антенны принимают в качестве полезного сигнала электрическую компоненту радиошумов сверхдлинноволнового диапазона с равномерным спектром за счет того, что используют электрически малую антенну, частоты резонанса которой несравнимо выше верхней границы рабочего диапазона частот. В связи с этим резонансного усиления на какой-либо частоте не происходит и прием осуществляют с равномерной амплитудно-частотной характеристикой во всем диапазоне рабочих частот. Принятый шумовой сигнал фильтруют так, чтобы выделить его гармоническую составляющую на фиксированной частоте, при этом амплитуда гармонической составляющей не имеет значения в связи с чем можно применить усиление этого сигнала вплоть до насыщения усилительного устройства, поскольку в качестве информативной используется лишь фаза гармонической составляющей. Практически фазочастотный анализ принимаемого сигнала производят в одной точке на одной фиксированной частоте в процессе всей процедуры поиска. Конкретное значение этой частоты определялось экспериментально по максимуму вносимых биообъектами фазовых сдвигов в гармоническую составляющую принимаемого шумового сигнала. Перед началом перемещения антенны располагают ее плоскость параллельно поверхности засыпанного участка на рабочей высоте и производят статическую компенсацию помехового фона. Это осуществляют выравниванием величины фазового сдвига выделенной гармонической составляющей за счет того, что подстраивают величину эталонной фазы под фазу принимаемого сигнала так, чтобы разностный фазовый сдвиг равнялся нулю. После этого производят динамическую компенсацию помехового фона, который вызывается встречающимися на пути перемещения антенны неоднородностями насыпанного грунта. Для этого перемещают антенну параллельно поверхности засыпанного участка типовой структуры слоя насыпи, заведомо не содержащего биообъектов, и устанавливают величину порога для разности фаз принимаемого и эталонного сигналов, превышающую отклонение фазы принимаемого сигнала от установленной при статической компенсации фазы эталонного сигнала, чтобы ни одна неоднородность небиологической природы не воспринималась при поиске как помеха. Далее производят рабочее перемещение антенны в направлении поиска по всей засыпанной территории в местах предположительного нахождения биообъектов. Непрерывно в процессе перемещения антенны интегрируют результат сравнения сигнала разности фаз принятого и эталонного сигналов с величиной порога. В отсутствии биообъектов или их останков в грунте под текущим местом нахождения антенны результат интегрирования равен нулю, поскольку благодаря проведенной динамической компенсации помехового фона величина разности фаз не превышает величину порога. Периодически устанавливают нулевые начальные условия интегрирования во избежание накопления аппаратурного дрейфа нуля. Moving on the surface of the covered area for skiing (Fig. 1) in the case of finding search objects in the snow, on foot (Fig. 2) or on a vehicle, in the case of finding search objects under the rubble of buildings, mountain collapses, etc. or in the immediate vicinity above the surface (Fig. 3) of the filled area (in a helicopter, balloon, etc.), the receiving antenna is moved parallel to the surface of the filled area at a height of 1.5-2 m so that it moves from the ground with constant speed. Continuously in the process of moving the antenna, the electric component of ultra-long wavelength radio noise with a uniform spectrum is adopted as a useful signal due to the use of an electrically small antenna, the resonance frequency of which is incomparably higher than the upper limit of the operating frequency range. In this regard, resonant amplification at any frequency does not occur and reception is carried out with a uniform amplitude-frequency characteristic in the entire range of operating frequencies. The received noise signal is filtered so as to isolate its harmonic component at a fixed frequency, while the amplitude of the harmonic component does not matter, therefore, you can apply amplification of this signal until the amplifier is saturated, since only the phase of the harmonic component is used as an informative one. Almost phase-frequency analysis of the received signal is carried out at one point at one fixed frequency during the entire search procedure. The specific value of this frequency was determined experimentally from the maximum phase shifts introduced by biological objects into the harmonic component of the received noise signal. Before moving the antenna, place its plane parallel to the surface of the filled area at the working height and produce static compensation of the interference background. This is accomplished by leveling the phase shift of the selected harmonic component due to the fact that the value of the reference phase is adjusted to the phase of the received signal so that the difference phase shift is zero. After that, dynamic compensation of the background noise is produced, which is caused by inhomogeneities of the poured soil encountered on the path of the antenna. To do this, the antenna is moved parallel to the surface of the filled area of the typical structure of the embankment layer, which does not contain biological objects, and the threshold value for the phase difference of the received and reference signals is set greater than the deviation of the phase of the received signal from the phase of the reference signal established during static compensation, so that no inhomogeneity of non-biological nature was not perceived as a hindrance in the search. Next, the antenna is moved in the search direction along the entire covered territory in the places where biological objects are supposedly located. Continuously in the process of moving the antenna, the result of comparing the signal of the phase difference of the received and the reference signals with the threshold value is integrated. In the absence of biological objects or their remains in the ground under the current location of the antenna, the integration result is zero, because due to the dynamic compensation of the background noise, the phase difference does not exceed the threshold value. Zero initial integration conditions are periodically set to avoid the accumulation of instrumental zero drift.

При прохождении антенны над биообъектом или его останками, находящимися под слоем грунта, в том числе снега, появляется значительное отличие фазового сдвига принимаемой гармонической составляющей радиошума от установленной величины, которое превышает установленную пороговую величину. Такое превышение четко наблюдалось всякий раз при нахождении объектов поиска на глубине до 5 м и более. В результате этого появляется сигнал интеграла разности фаз, который продолжает изменяться вплоть до насыщения интегрирующего устройства, что легко фиксируют известными индикаторными устройствами. В случае появления и стойкого изменения сигнала интеграла разности фаз, возвращают антенну назад в положение до появления этого сигнала, устанавливают нулевые начальные условия интегрирования, отступают от траектории движения в перпендикулярном направлении и вновь начинают перемещать антенну в направлении к биообъекту, до нового появления скачка разности фаз и сигнала интеграла разности фаз. Повторяя эти операции многократно, фиксируют контур биообъекта при необходимости, при этом следующее новое перемещение антенны в сторону биообъекта производят в направлении, ортогональном к его контуру или близком к нему (фиг. 4). When the antenna passes over a biological object or its remains located under a layer of soil, including snow, a significant difference appears between the phase shift of the received harmonic component of the radio noise and the set value, which exceeds the set threshold value. Such an excess was clearly observed every time when search objects were found at a depth of 5 m or more. As a result of this, a signal of the phase difference integral appears, which continues to change until the saturation of the integrating device, which is easily fixed by known indicator devices. In the case of the appearance and persistent change of the signal of the integral of the phase difference, return the antenna back to the position before the appearance of this signal, set the initial zero integration conditions, deviate from the trajectory in the perpendicular direction, and again begin to move the antenna in the direction of the biological object until the phase difference jump appears again and the signal of the integral of the phase difference. Repeating these operations repeatedly, fix the contour of the bioobject if necessary, while the next new movement of the antenna towards the bioobject is made in the direction orthogonal to its contour or close to it (Fig. 4).

Пример 1. При разборке завалов дома N 18 после землетрясения в г. Нефтегорске, происшедшего в мае 1995 г., на уровне второго этажа разыскивались пять членов семьи, находящихся под завалами (плитами и обломками стен и перекрытий и деревянных полов). Единственный оставшийся в живых глава семьи показал местонахождение квартиры, но не знал, где искать тела погибших. Example 1. When dismantling the rubble of house No. 18 after the earthquake in Neftegorsk in May 1995, five family members were searched for at the second floor level under the rubble (slabs and fragments of walls and ceilings and wooden floors). The only surviving head of the family showed the whereabouts of the apartment, but did not know where to look for the bodies of the dead.

С помощью прибора "Универсал" путем применения его предложенным образом был проведен поиск возможного расположения погибших родственников. Скорость перемещения антенны составляла 0,5 м/с. Было определено пять предположительных мест нахождения тел погибших с указанием их контуров. После разборки завалов в указанных местах оказалось, что в четырех местах были обнаружены тела погибших, а в пятом месте находились белье и верхняя одежда из раздавленного шифоньера. Using the device "Universal" by applying it in the proposed manner, a search was made for the possible location of the deceased relatives. The speed of the antenna was 0.5 m / s. Five presumptive locations of the bodies of the dead were identified with an indication of their contours. After dismantling the rubble in the indicated places, it turned out that the bodies of the dead were found in four places, and in fifth place were linen and outerwear from a crushed wardrobe.

При повторном поиске был указан контур последнего члена погибшей семьи (младшего сына), что подтвердилось при последующей разборке завала. When the search was repeated, the outline of the last member of the deceased family (youngest son) was indicated, which was confirmed during the subsequent dismantling of the blockage.

Пример 2. Для проверки возможностей способа обнаружения местонахождения биообъектов и устройства "Универсал" по предложенному изобретению при определении местонахождения живых людей под деревянным перекрытием проводился эксперимент по поиску человека, находящегося в подвале одноэтажного деревянного дома. С помощью предложенного способа "Универсал" было определено местоположение спрятавшегося человека, которое совпало с его фактическим местонахождением. Example 2. To test the capabilities of the method for locating biological objects and the Universal device according to the proposed invention, when determining the location of living people under a wooden floor, an experiment was conducted to find a person in the basement of a one-story wooden house. Using the proposed "Universal" method, the location of the hidden person was determined, which coincided with his actual location.

При этом глубина нахождения человека от верхней поверхности пола составила 3,5 м, толщина деревянного перекрытия 0,05 м. Скорость перемещения антенны - около 0,2 м/с. Был обозначен контур проекции находящегося в подвале человека на пол дома. The depth of the person from the upper surface of the floor was 3.5 m, the thickness of the wooden floor 0.05 m. The speed of the antenna is about 0.2 m / s. The outline of the projection of a person in the basement on the floor of the house was designated.

Пример 3. Для проверки возможностей предложенного способа и устройства при определении местонахождения человека под снегом в сугробе высотой 2,5 м на уровне земли был прокопан туннель, где спрятался человек. Оператор, не зная его местонахождение, провел поиск расположения человека по предложенному способу, находясь на лыжах. Место, указанное оператором, и фактическое расположение человека совпали. Example 3. To test the capabilities of the proposed method and device when determining the location of a person under the snow in a snowdrift 2.5 m high at ground level, a tunnel was dug where a person hid. The operator, not knowing his location, conducted a search for the location of the person according to the proposed method while skiing. The location indicated by the operator and the actual location of the person coincided.

Устройство для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков (фиг. 5) содержит антенну 1, выполненную в виде плоской металлической пластины круглой, прямоугольной или треугольной формы в плане, электрически соединенную со входом приемного блока 2, который содержит предварительный усилитель 3, вход которого является входом приемного блока 2, последовательно соединенные импульсный фильтр 4, усилитель переменного тока 6, фазовый детектор 7, фильтр нижних частот 8, усилитель постоянного тока 9, пороговый элемент 11, интегратор 13 и индикаторный элемент 14, причем первый вход импульсного фильтра 4 соединен с выходом предварительного усилителя 3, приемный блок 2 также содержит генератор опорных сигналов 5, выход которого соединен со вторым входом импульсного фильтра 4 и вторым входом фазового детектора 7; блок компенсации 10 помехового фона, выход которого соединен со вторым инвертирующим входом усилителя постоянного тока 9; блок регулирования величины порога 12, выход которого соединен со вторым входом порогового элемента 11; кнопку сброса 15 интегратора 13, выход которой соединен со вторым входом сброса интегратора 13; устройство содержит также источник питания 16, выход которого соединен с энергетическим входом приемного блока 2. A device for detecting the location of buried bioobjects or their remains (Fig. 5) contains an antenna 1 made in the form of a flat metal plate of round, rectangular or triangular shape in plan, electrically connected to the input of the receiving unit 2, which contains a pre-amplifier 3, the input of which is the input of the receiving unit 2, a pulse filter 4, an AC amplifier 6, a phase detector 7, a low-pass filter 8, a DC amplifier 9, a threshold element 11, integrato are connected in series p 13 and an indicator element 14, wherein the first input of the pulse filter 4 is connected to the output of the pre-amplifier 3, the receiving unit 2 also includes a reference signal generator 5, the output of which is connected to the second input of the pulse filter 4 and the second input of the phase detector 7; a compensation block 10 of the interference background, the output of which is connected to the second inverting input of the DC amplifier 9; the control unit for the value of the threshold 12, the output of which is connected to the second input of the threshold element 11; a reset button 15 of the integrator 13, the output of which is connected to the second input of the reset of the integrator 13; the device also contains a power source 16, the output of which is connected to the energy input of the receiving unit 2.

Устройство для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков (фиг. 5) работает следующим образом. A device for detecting the location of buried biological objects or their remains (Fig. 5) works as follows.

Сигнал радиошума, сверхдлинноволнового диапазона естественного электромагнитного поля Земли (ЭМПЗ), наводимый на антенне 1, которая в рабочем положении, параллельном поверхности засыпанного участка, находится на высоте 1,5-2 м над насыпью и образует с землей (или снегом) электроемкость, поступает на вход приемного блока 2, которым является вход предварительного усилителя 3, согласованный по входному сопротивлению с антенной 1 и представляющий собой усилитель заряда. Напряжение с выхода предварительного усилителя 3, пропорциональное радиошумовым флуктуациям заряда антенной емкости, поступает на импульсный фильтр 4, который производит выделение одной гармонической составляющей шумового сигнала на фиксированной частоте в пределах диапазона сверхдлинных радиоволн. Величина этой частоты задается с выхода генератора 5 опорного сигнала и может изменяться ступенчато. The signal of radio noise, the extra long-wavelength range of the Earth’s natural electromagnetic field (EMF), induced on antenna 1, which is in the working position parallel to the surface of the filled area, is located at a height of 1.5-2 m above the embankment and forms an electric capacity with the ground (or snow) to the input of the receiving unit 2, which is the input of the pre-amplifier 3, matched by the input impedance with the antenna 1 and representing a charge amplifier. The voltage from the output of the pre-amplifier 3, proportional to the radio noise fluctuations in the charge of the antenna capacitance, is supplied to a pulse filter 4, which produces a single harmonic component of the noise signal at a fixed frequency within the range of ultra-long radio waves. The magnitude of this frequency is set from the output of the generator 5 of the reference signal and can vary in steps.

Сигнал гармонической составляющей с выхода импульсного фильтра 4 поступает на вход усилителя 6 переменного тока с большим коэффициента усиления (1000000 и более), в котором происходит усиление сигнала гармонической составляющей до насыщения усилителя 6. В результате этого на его выходе образуются прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, частота и фаза которых равны частоте и фазе сигнала выделенной гармонической составляющей радиошума. Этот сигнал прямоугольной формы поступает на вход фазового детектора 7, на другой вход которого поступает сигнал с выхода генератора 5 опорного сигнала. На выходе фазового детектора 7 формируются прямоугольные импульсы, площадь которых пропорциональна разности фаз сигналов с выходов усилителя 6 и опорного генератора 5. Из выходной импульсной последовательности с выхода фазового детектора 7 выделяется среднее значение фильтром 8 нижних частот, напряжение на выходе которого пропорционально величине разности фаз. Это напряжение усиливается усилителем 9 постоянного тока (УПТ), на второй инвертирующий вход которого поступает регулируемое по величине постоянное напряжение с выхода блока компенсации 10. Это напряжение вычитается из напряжения разности фаз и результирующий сигнал поступает на пороговый элемент 11. Величина порога устанавливается напряжением с выхода блока 12 регулирования порога. Если величина сигнала с выхода УПТ 9 не превышает величины порога, установленного с блока 12 в элементе 11, то сигнал на выходе элемента 11 равен нулю. При превышении напряжением с выхода УПТ 9 величины порога элемента 11 происходит его передача на выход элемента 11 с линейным постоянным коэффициентом усиления. Сигнал с выхода порогового элемента 11 поступает на вход интегратора 13, осуществляющего его интегрирование, далее результирующий сигнал поступает на вход индикаторного элемента 14 и отображается. Сброс интегратора 13 осуществляется нажатием кнопки сброса 15. The signal of the harmonic component from the output of the pulse filter 4 is fed to the input of an AC amplifier 6 with a large gain (1,000,000 or more), in which the signal of the harmonic component is amplified until the amplifier 6 is saturated. As a result, rectangular pulses of constant amplitude are formed at its output, the frequency and whose phase is equal to the frequency and phase of the signal of the selected harmonic component of the radio noise. This square-wave signal is fed to the input of the phase detector 7, to the other input of which a signal is output from the output of the reference signal generator 5. At the output of the phase detector 7, rectangular pulses are formed, the area of which is proportional to the phase difference of the signals from the outputs of the amplifier 6 and the reference generator 5. From the output pulse sequence from the output of the phase detector 7, the average value of the low-pass filter 8 is extracted, the voltage at the output of which is proportional to the value of the phase difference. This voltage is amplified by a DC amplifier 9 (CTD), the second inverting input of which receives a constant-voltage constant voltage from the output of the compensation unit 10. This voltage is subtracted from the voltage of the phase difference and the resulting signal is supplied to the threshold element 11. The threshold value is set by the voltage from the output block 12 threshold adjustment. If the magnitude of the signal from the output of the UPT 9 does not exceed the threshold set from block 12 in the element 11, then the signal at the output of the element 11 is zero. When the voltage from the output of the CTF 9 exceeds the threshold value of the element 11, it is transmitted to the output of the element 11 with a linear constant gain. The signal from the output of the threshold element 11 is fed to the input of the integrator 13, integrating it, then the resulting signal is fed to the input of the indicator element 14 and displayed. The integrator 13 is reset by pressing the reset button 15.

При статической компенсации помехового фона при неподвижной антенне 1 в общем случае всегда существует некоторый фазовый сдвиг между выделенной и усиленной гармонической составляющей радиошума с выхода усилителя 6 и сигналом опорного генератора 5, следовательно, сигналы на выходе фазового детектора 7, фильтра нижних частот 8 и УПТ 9 не равны нулю. Чтобы произвести компенсацию устанавливают в блоке 12 регулирования порога такое напряжение на его выходе, чтобы порог элемента 11 был равен нулю. Затем устанавливают величину напряжения с выхода блока 10 компенсации такую, чтобы напряжение на выходе УПТ 9 было равно нулю при данном положении антенны 1. Контроль производят по индикатору 14, показывающему в этом случае интеграл разностного сигнала с выхода УПТ 9, периодически устанавливая в нуль интегратор 13. With static compensation of the background noise when the antenna 1 is stationary, in the general case, there always always exists some phase shift between the extracted and amplified harmonic components of the radio noise from the output of amplifier 6 and the signal of the reference oscillator 5, therefore, the signals at the output of the phase detector 7, low-pass filter 8, and UPT 9 not equal to zero. In order to compensate, a threshold voltage is set in block 12 for adjusting the threshold so that the threshold of element 11 is zero. Then set the voltage value from the output of the compensation unit 10 such that the voltage at the output of the UPT 9 is zero at a given position of the antenna 1. The control is carried out by indicator 14, which shows in this case the integral of the difference signal from the output of the UPT 9, periodically setting the integrator 13 to zero .

При динамической компенсации помехового фона при передвижении антенны 1 над участком засыпанной территории, заведомо не содержащей биообъектов, неоднородности грунта, над которым перемещают антенну 1, вызывают отклонение фазы гармонической составляющей принимаемого сигнала радиошумов на выходе усилителя 6 от опорного сигнала с выхода генератора 5, в результате чего на выходе фазового детектора 7 наблюдаются импульсы, а на выходах фильтра 8 и УПТ 9 - ненулевое напряжение. Перемещая антенну 1, увеличивают напряжение, поступающее с блока 12 регулирования порога, вызывающее увеличение порога элемента 11 так, чтобы ни одна неоднородность участка, не содержащего биообъектов, не создавала разности фаз, превышающей величину порога, и сигнал на выходе элемента 11 оставался нулевым. При этом необходимо, чтобы величина порога элемента 11 незначительно превышала максимальную величину разности фаз, получаемую от неоднородностей на данном участке, чтобы не загрубить неоправданно высокую чувствительность устройства. Контроль также производят по индикатору 14, периодически обнуляя интегратор 13 с помощью кнопки 15 сброса, добиваясь стабильного нулевого показания индикатора 14 при любых перемещениях антенны 1 над участком, не содержащем биообъектов. With dynamic compensation of the background noise when moving the antenna 1 over a part of a covered territory that obviously does not contain biological objects, the heterogeneity of the soil over which the antenna 1 is moved causes a phase deviation of the harmonic component of the received radio noise signal at the output of amplifier 6 from the reference signal from the output of generator 5, as a result why, at the output of the phase detector 7, pulses are observed, and at the outputs of the filter 8 and UPT 9 - non-zero voltage. By moving the antenna 1, the voltage supplied from the threshold control unit 12 is increased, causing the threshold of the element 11 to increase so that not a single heterogeneity of the area containing bioobjects creates a phase difference exceeding the threshold and the signal at the output of the element 11 remains zero. It is necessary that the threshold value of the element 11 slightly exceeds the maximum value of the phase difference obtained from the inhomogeneities in this area, so as not to rude the unreasonably high sensitivity of the device. The control is also carried out on indicator 14, periodically resetting the integrator 13 using the reset button 15, achieving a stable zero indicator 14 when any antenna 1 moves over a section that does not contain bioobjects.

При рабочем перемещении антенны 1 в случае прохождения ее над скрытым в грунте биообъектом или его останками, в принимаемом сигнале радиошумов появляется фазовый сдвиг гармонической составляющей с выхода усилителя 6, значительно отличающийся от фазы опорного сигнала с генератора 5. При этом создается такая разность фаз, что напряжение на выходе фильтра 8 нижних частот и соответственно пропорциональное ему напряжение на выходе УПТ 9 превышает установленную при динамической компенсации помехового фона величину порога элемента 11. На выходе последнего появляется напряжение, при этом интегратор 13 интегрирует его и на выходе интегратора 13 наблюдается изменяющееся напряжение, которое продолжает изменяться при стабильном сохранении фазового сдвига. Это приводит к появлению и изменению напряжения на выходе интегратора 13 вплоть до входа его в насыщение даже при незначительных сколь угодно малых, но стабильных превышениях сигналом с выхода УПТ 9 величины порога элемента 11. Это в совокупности с возможностью обеспечения очень больших значений общего коэффициента усиления всего тракта позволяет в значительной степени повысить чувствительность устройства. Скорость изменения сигнала с выхода интегратора 13 при одинаковом составе объектов поиска характеризует глубину их залегания, которая может оцениваться качественно (типа "близко к поверхности", "глубоко" и т.д.). When the antenna 1 is moving when it passes over a biological object hidden in the soil or its remains, a phase shift of the harmonic component from the output of amplifier 6 appears in the received radio noise signal, which differs significantly from the phase of the reference signal from generator 5. This creates a phase difference such that the voltage at the output of the low-pass filter 8 and, accordingly, the voltage proportional to it at the output of the UPT 9 exceeds the threshold value of element 11 set during dynamic compensation of the noise background. At the output the last voltage appears, while the integrator 13 integrates it and at the output of the integrator 13 there is a varying voltage, which continues to change with stable conservation of the phase shift. This leads to the appearance and change of the voltage at the output of the integrator 13 up to its saturation even with insignificant arbitrarily small, but stable excesses of the threshold value of the element 11 by the signal from the output of the CTF 9. This together with the possibility of providing very large values of the total gain of path can significantly increase the sensitivity of the device. The rate of change of the signal from the output of the integrator 13 with the same composition of the search objects characterizes the depth of their occurrence, which can be estimated qualitatively (such as "close to the surface", "deep", etc.).

В случае обозначения контура биообъекта после возвращения антенны 1 назад при выходе из контура биообъекта напряжение на выходе интегратора 13 перестает изменяться и стабилизируется на уровне, который был достигнут к моменту вывода антенны 1 за пределы контура биообъекта (запоминание). После этого интегратор 13 обнуляют нажатием кнопкой 15 и производят следующую проходку по направлению к биообъекту до новой фиксации его контура согласно способу и т.д. If the bioobject contour is designated after the antenna 1 returns back when exiting the bioobject contour, the voltage at the output of the integrator 13 ceases to change and stabilizes at the level that was reached by the time the antenna 1 was taken out of the boundaries of the bioobject (remembering). After that, the integrator 13 is reset by pressing the button 15 and the next penetration is carried out towards the bioobject until a new fixation of its contour according to the method, etc.

Предлагаемый способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков по сравнению с известными обладает следующими преимуществами:
значительно более широкими функциональными возможностями за счет дополнительно введенных операций, выполняемых в предложенной последовательности по предложенным условиям, т.к. позволяет применять его для поиска объектов при любых видах завалов - снежных, песчаных, горных, при землетрясениях, разрушениях и обвалах построек и т.д., в том числе происшедших неожиданным и непрогнозируемым образом;
малой зависимостью от количества и характера неоднородностей в засыпанном грунте, поскольку способ позволяет отстраиваться от помех подобного рода и проводить целенаправленную настройку на поиск биообъектов или их останков:
широкими эксплуатационными возможностями, удобством применения, поскольку не требует предварительного размещения на объектах поиска какого-либо оборудования;
не вносит никаких ограничений во время поиска, поскольку в связи с тем, что не требует размещения оборудования на объектах поиска, нет зависимости от конечного времени работы автономных источников питания;
высокой помехозащищенностью и чувствительностью за счет использования шума в качестве полезного сигнала, оценки его по электрической составляющей, применения фазовых измерений, являющихся сами по себе высоко помехозащищенными, а также за счет того, что функциональная развязка по операциям способа позволяет реализовать очень высокие значения коэффициентов усиления;
значительной простотой осуществления, дистанционностью и бесконтактностью с грунтом при поиске, что в значительной мере сокращает время поиска по сравнению с известными способами, что является чрезвычайно важным при поиске живых людей, где счет времени идет на часы и минуты;
возможностью бесконтактного поиска останков биообъектов пассивным путем без использования внешних излучений спустя год и более после засыпания любым грунтом, что не позволяет ни один из известных способов;
высокой точностью обнаружения биообъектов и их останков, позволяющей производить определение контуров проекций объектов поиска на поверхность грунта.
The proposed method for detecting the location of buried biological objects or their remains in comparison with the known has the following advantages:
significantly wider functionality due to additionally introduced operations performed in the proposed sequence according to the proposed conditions, because allows you to use it to search for objects in all types of blockages - snow, sand, mountain, earthquakes, destruction and collapse of buildings, etc., including those that occurred in an unexpected and unpredictable way;
low dependence on the number and nature of heterogeneity in the covered soil, since the method allows you to rebuild from interference of this kind and carry out targeted tuning to search for bioobjects or their remains:
wide operational capabilities, ease of use, since it does not require prior placement at the search facilities of any equipment;
It does not introduce any restrictions during the search, since due to the fact that it does not require the placement of equipment at the search objects, there is no dependence on the final operating time of autonomous power sources;
high noise immunity and sensitivity due to the use of noise as a useful signal, evaluation of it by the electrical component, the use of phase measurements, which are themselves highly noise-immune, and also due to the fact that the functional isolation of the operation of the method allows for very high gain values;
significant ease of implementation, distance and contactlessness with the soil when searching, which significantly reduces the search time compared to known methods, which is extremely important when searching for live people, where the time is spent on hours and minutes;
the possibility of a contactless search for the remains of biological objects in a passive way without using external radiation a year or more after falling asleep with any soil, which does not allow any of the known methods;
high accuracy of detection of bioobjects and their remains, which allows to determine the contours of projections of search objects on the soil surface.

По сравнению с известными устройствами, в том числе прототипом, предлагаемое устройство для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков обладает следующими преимуществами:
значительно более широкими функциональными возможностями за счет введения дополнительных элементов, соединенных предложенным образом, позволяющих использовать устройство автономно независимо от характера биообъектов, их строения, а также независимо от типа, характера и происхождения насыпанного на них грунта;
значительно лучшими эксплуатационными характеристиками ввиду малых весогабаритных показателей, высокой степени автономности (возможно выполнение в виде ручного прибора), значительной простоте работы с предлагаемым устройством, не требующей какой-либо специальной квалификации;
высокой помехозащищенностью, благодаря чему не требуется экранирование, специальное заземление и т.д.
Compared with the known devices, including the prototype, the proposed device for detecting the location of buried biological objects or their remains has the following advantages:
significantly wider functional capabilities due to the introduction of additional elements connected in the proposed manner, allowing the device to be used autonomously regardless of the nature of biological objects, their structure, and also regardless of the type, nature and origin of the soil poured on them;
significantly better operational characteristics due to the small weight and size indicators, a high degree of autonomy (it is possible to perform in the form of a hand-held device), the significant simplicity of working with the proposed device that does not require any special qualifications;
high noise immunity, which does not require shielding, special grounding, etc.

простотой конструкции, отсутствием дефицитных и дорогостоящих материалов и деталей, высокой степенью технологичности, что обеспечивает низкую себестоимость устройства и хорошую воспроизводимость его в массовом масштабе. simplicity of design, the absence of scarce and expensive materials and parts, a high degree of manufacturability, which ensures low cost of the device and its good reproducibility on a mass scale.

Claims (9)

1. Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, заключающийся в том, что перемещают зонд параллельно поверхности засыпанного участка в направлении поиска, в качестве зонда используют антенну, ориентируют ее поверхности параллельно поверхности засыпанного участка, принимают в процессе перемещения антенны полезный сигнал и осуществляют его фазочастотный анализ, отличающийся тем, что в качестве зонда используют электрически малую антенну, а в качестве полезного сигнала принимают электрическую составляющую радиошумов естественного электромагнитного поля Земли сверхдлинноволнового диапазона, при этом фазочастотный анализ шумового сигнала производят за счет того, что выделяют из шума фазу его гармонической составляющей на фиксированной частоте за счет того, что его фильтруют и непрерывно в процессе перемещения антенны сравнивают фазу отфильтрованного сигнала с эталонной фазой, а по результатам сравнения судят о расположении биообъекта или его останков. 1. A method for detecting the location of bombarded biological objects or their remains, namely, that they move the probe parallel to the surface of the bombarded area in the search direction, use an antenna as a probe, orient its surfaces parallel to the surface of the bombarded area, receive a useful signal in the process of moving the antenna and carry it out phase-frequency analysis, characterized in that an electrically small antenna is used as a probe, and an electrical component is taken as a useful signal the radio noise of the Earth’s natural electromagnetic field in the extra-long wavelength range, and the phase-frequency analysis of the noise signal is carried out due to the fact that the phase of its harmonic component at a fixed frequency is extracted from noise due to the fact that it is filtered and the phase of the filtered signal is continuously compared with the reference phase , and according to the results of the comparison, the location of the biological object or its remains is judged. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед началом перемещения антенны производят статическую компенсацию помехового фона за счет установки величины фазы эталонного сигнала, равной фазе сигнала, выделенного из принимаемого радиосигнала при неподвижной антенне. 2. The method according to claim 1, characterized in that before starting to move the antenna, static interference compensation is performed by setting the phase of the reference signal equal to the phase of the signal extracted from the received radio signal when the antenna is stationary. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что перед началом поиска производят динамическую компенсацию помехового фона от неоднородностей грунта за счет того, что помещают антенну над типовой частью поверхности засыпанного участка, не содержащей заведомо биообъектов, и устанавливают такую величину порога разности фаз принимаемого и эталонного сигналов, чтобы величина разности фаз не превышала при этом установленной пороговой величины. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that before the start of the search, dynamic compensation of the disturbing background from soil inhomogeneities is performed due to the fact that the antenna is placed over a typical part of the surface of the filled area, which does not contain obviously biological objects, and the difference threshold is set phases of the received and reference signals so that the magnitude of the phase difference does not exceed the set threshold value. 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что интегрируют сигнал разности фаз в процессе перемещения антенны, отображают динамику изменения величины интеграла и по его появлению и резкому изменению определяют нахождение биообъекта или его останков под точкой поверхности участка, над которой произошло начало резкого изменения интеграла разности фаз. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that they integrate the phase difference signal during the movement of the antenna, display the dynamics of the change in the value of the integral and determine by its appearance and sharp change the location of the biological object or its remains under the surface point of the area above which the beginning a sharp change in the integral of the phase difference. 5. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что перемещение антенны производят с постоянной скоростью. 5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the antenna is moved at a constant speed. 6. Способ по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что до фиксации сигнала интеграла разности фаз производят периодическую установку нулевых начальных условий интегрирования в процессе перемещения антенны. 6. The method according to PP. 1 to 5, characterized in that prior to fixing the signal of the integral of the phase difference, periodically set zero initial integration conditions in the process of moving the antenna. 7. Способ по пп.1 - 6, отличающийся тем, что после появления и резкого изменения интеграла разности фаз в процессе перемещения антенны ее возвращают назад, устанавливают нулевые начальные условия интегрирования, отступают вправо или влево от траектории движения на величину до 0,5 м и перемещают антенну в том же направлении до новой фиксации сигнала интеграла разности фаз, таким образом производят фиксацию контура скрытого биообъекта, всякий раз отводя антенну назад, устанавливая нулевые начальные условия интегрирования и перемещая ее в новом направлении, ортогональном контуру биообъекта. 7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that after the appearance and a sharp change in the integral of the phase difference during the movement of the antenna, it is returned back, zero initial integration conditions are set, and they recede to the right or left of the motion path by up to 0.5 m and they move the antenna in the same direction until a new fixation of the signal of the integral of the phase difference, thus fixing the contour of the hidden biological object, each time taking the antenna back, setting zero initial integration conditions and moving it to a new m direction orthogonal to the contour of the biological object. 8. Устройство для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, содержащее антенну, приемный блок, первый вход которого соединен с выходом антенны, а второй вход - с выходом блока питания, приемный блок имеет усилитель переменного тока, фильтр и элемент индикации, отличающееся тем, что в приемный блок дополнительно введены последовательно соединенные предварительный усилитель и импульсный фильтр, фазовый детектор и последовательно соединенные усилитель постоянного тока, пороговый элемент и интегратор, соединенный с элементом индикации, фильтр выполнен в виде фильтра нижний частот и включен между фазовым детектором и усилителем постоянного тока, при этом вход предварительного усилителя является первым входом приемного блока, кроме того, дополнительно введены генератор опорной частоты и фазы, выход которого соединен с вторыми входами импульсного фильтра и фазового детектора, блок компенсации, выход которого соединен с вторым входом балансировки усилителя постоянного тока, блок регулирования порога, выход которого соединен с вторым входом порогового элемента, кнопка сброса, выход которой соединен с вторым входом сброса интегратора, а усилитель переменного тока включен между импульсным фильтром и фазовым детектором. 8. A device for detecting the location of buried biological objects or their remains, comprising an antenna, a receiving unit, the first input of which is connected to the output of the antenna, and the second input - with the output of the power supply, the receiving unit has an AC amplifier, a filter and an indication element, characterized in that a pre-amplifier and a pulse filter, a phase detector and a series-connected DC amplifier, a threshold element and an integrator connected in series are additionally introduced into the receiving unit with an indication element, the filter is made in the form of a low-pass filter and is connected between the phase detector and the DC amplifier, while the input of the pre-amplifier is the first input of the receiving unit, in addition, a reference frequency and phase generator, the output of which is connected to the second inputs of the pulse filter and phase detector, compensation unit, the output of which is connected to the second input of the DC amplifier balancing, the threshold control unit, the output of which is connected to the second input of the of the first element, a reset button, the output of which is connected to the second reset input of the integrator, and an AC amplifier is connected between the pulse filter and the phase detector. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что антенна является электрической и выполнена в виде плоской электропроводящей пластины, размеры которой пренебрежимо малы по сравнению с рабочими длинами волн. 9. The device according to claim 8, characterized in that the antenna is electric and is made in the form of a flat electrically conductive plate, the dimensions of which are negligible in comparison with the working wavelengths.
RU95117393A 1995-10-06 1995-10-06 Method locating position of buried biological objects or their remains and device for its realization RU2116099C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95117393A RU2116099C1 (en) 1995-10-06 1995-10-06 Method locating position of buried biological objects or their remains and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95117393A RU2116099C1 (en) 1995-10-06 1995-10-06 Method locating position of buried biological objects or their remains and device for its realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95117393A RU95117393A (en) 1997-09-20
RU2116099C1 true RU2116099C1 (en) 1998-07-27

Family

ID=20172788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95117393A RU2116099C1 (en) 1995-10-06 1995-10-06 Method locating position of buried biological objects or their remains and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2116099C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU220409U1 (en) * 2023-05-30 2023-09-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (Федеральный центр науки и высоких технологий) (ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)) REMOTE CONTROLLED DEVICE FOR SEARCHING FOR VICTIMS IN SNOW BARS AND AVALANCHES

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Винокуров В.К. и др. Безопасность в альпинизме. - М.: 1983, с.136 - 13 7. 2. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU220409U1 (en) * 2023-05-30 2023-09-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (Федеральный центр науки и высоких технологий) (ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)) REMOTE CONTROLLED DEVICE FOR SEARCHING FOR VICTIMS IN SNOW BARS AND AVALANCHES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Won et al. GEM-2: A new multifrequency electromagnetic sensor
Chen et al. Microwave life-detection systems for searching human subjects under earthquake rubble or behind barrier
US6518915B2 (en) Impulse radar security system
US20040118313A1 (en) Three-dimensional synthetic aperture radar for mine detection and other uses
Grazzini et al. An ultra-wideband high-dynamic range GPR for detecting buried people after collapse of buildings
WO2018224585A1 (en) A method for acquiring a seismic dataset over a region of interest
RU2116099C1 (en) Method locating position of buried biological objects or their remains and device for its realization
Bhattacharyya et al. L-band scintillation activity and space-time structure of low-latitude UHF scintillations
RU2245733C1 (en) Method and device for finding buried biological objects or their remnants
KR100686919B1 (en) A passive technique for the remote detection of buried objects
Stolarczyk et al. Detection of underground tunnels with a synchronized electromagnetic wave gradiometer
Steinway et al. Development status of a stepped-frequency ground penetration radar
Frey et al. Simultaneous observation of HF‐enhanced plasma waves and HF‐wave self‐focusing
RU2108596C1 (en) Radio complex searching for markers
RU2105330C1 (en) Geophysical radar
Barone et al. Forensic geophysics: how GPR could help police investigations
Xiang et al. Acoustic-to-seismic landmine detection using a continuously scanning laser Doppler vibrometer
RU2234112C1 (en) Geophysical radar
Elkhetali Detection of groundwater by ground penetrating radar
Sabatier et al. Laser Doppler vibrometer-based anti-personnel mine detection
Kaniewski et al. UWB-Based Positioning System for Supporting Lightweight Handheld Ground-Penetrating Radar
Zanzi et al. Ultrahigh-frequency radar sensor for humanitarian demining tested on different scenarios in 3D imaging mode
Scott Jr et al. Use of high-frequency seismic waves for the detection of buried landmines
Sabatier et al. Linear and nonlinear acoustic velocity profiles over buried land mines
RU220409U1 (en) REMOTE CONTROLLED DEVICE FOR SEARCHING FOR VICTIMS IN SNOW BARS AND AVALANCHES

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081007