RU2673166C1 - Устройство для наблюдения за саранчой, летящей в рое - Google Patents
Устройство для наблюдения за саранчой, летящей в рое Download PDFInfo
- Publication number
- RU2673166C1 RU2673166C1 RU2017120664A RU2017120664A RU2673166C1 RU 2673166 C1 RU2673166 C1 RU 2673166C1 RU 2017120664 A RU2017120664 A RU 2017120664A RU 2017120664 A RU2017120664 A RU 2017120664A RU 2673166 C1 RU2673166 C1 RU 2673166C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- locusts
- data
- swarm
- centimeter
- Prior art date
Links
- 241000238814 Orthoptera Species 0.000 title claims abstract description 16
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 241000254022 Locusta migratoria Species 0.000 description 2
- 241000253973 Schistocerca gregaria Species 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 2
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 2
- 208000010513 Stupor Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 244000144992 flock Species 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
- A01M1/00—Stationary means for catching or killing insects
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Insects & Arthropods (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области экологии и может быть использовано в качестве средства наблюдений за передвижением в пространстве энтомологических объектов. Устройство для наблюдения за саранчой, летящей в рое, содержит передатчик миллиметрового диапазона волн, антенное устройство миллиметрового диапазона с сервосистемой привода, приемник миллиметрового диапазона, процессор сигналов, автоматизированное рабочее место, передатчик сантиметрового диапазона волн, антенное устройство сантиметрового диапазона с сервосистемой привода, приемник сантиметрового диапазона, процессор данных и комплекс средств обмена данными. Комплекс средств обмена данными имеет устройство сопряжения с каналами обмена данными. Повышается эффективность наблюдения за передвижениями саранчи. Обеспечивается возможность оперативного реагирования и минимизации ущерба сельскому хозяйству. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области экологии и может быть использовано в качестве средства наблюдений за передвижением в пространстве энтомологических объектов, таких как саранча, летящая в рое (стае), и другие.
Общеизвестны средства и способы наблюдения за передвижением в пространстве саранчи (в том числе пустынной саранчи (лат. Schistocerca gregaria) и перелетной саранчи (лат. Locusta migratoria), летящей в рое, и ее единичного учета [1, 2, 3].
Оптические методы имеют большую погрешность наблюдения (учета) и не дают возможности оперативного применения полученных данных в средствах противодействия саранче с целью повышении эффективности их применения.
Также использование спутниковых снимков для мониторинга саранчовых в рое не стала неотъемлемой частью методологии наблюдения летящих роев саранчи в силу физических ограничений, выражающихся в виде невозможности измерения третьей координаты объекта в пространстве декартовых координат. Помимо этого способ не обеспечивает эффективный единичный учет саранчи в связи с большим удалением средства наблюдения от объекта и наблюдения при крайне малых размерах объекта наблюдения - 0,02-0,09 м.
По причине ограниченности технологии наблюдения за саранчой, данные полученные в результате обследований с использованием глобальных систем спутникового наблюдения, таких как ГЛОНАС или GPS, переносятся на нарисованные от руки карты, которые лишь приблизительно могут указать охваченные саранчой районы. По этой причине, данные, полученные по такой технологии наблюдения, носят приблизительный характер.
Целью изобретения является повышение эффективности и оперативности наблюдения за передвижением в пространстве саранчи, как единичных особей формирующей рой, так и рой саранчи, для оперативного применения полученных данных при организации использования средств борьбы с саранчовыми в целях минимизации наносимого ею ущерба сельскому хозяйству.
Единичные особи саранчи обладает эффективной площадью рассеяния (ЭПР) равной 0,0001 м2 и радиолокационной отражаемостью 27 dBz, рой саранчи имеет радиолокационную отражаемость 56 dBz [4].
Наиболее близким к предлагаемому устройству, то есть прототипом, является миллиметровая радиолокационная станция (РЛС) для обнаружения насекомых [5], содержащая связанные между собой передатчик (1), сервосистему привода антенны (2), антенное устройство (3), приемник (4), процессор сигналов (5), автоматизированное рабочее место (6) (в оригинале-терминал сбора цифровых данных), систему контроля и управления (7) фиг. 1
Недостаток прототипа связан с физикой распространения радиоволн в пространстве, применяемых им для обнаружения насекомых. Указанные ограничения не позволяют эффективно наблюдать за передвижением роя саранчи в пространстве и оперативно применять полученные данные радиолокационного наблюдения.
В прототипе излучаемый СВЧ сигнал имеет длину волны λ=8 мм, что соответствует 37.47 ГГц (Ка диапазон). Из-за малой длины волны, РЛС мм длин волн имеет высокую степень атмосферного поглощения (поглощение и рассеяния электромагнитной энергии дипольными молекулами кислорода и паров воды).
При радиолокационном наблюдении групповой гетерогенной цели, такой как рой саранчи, переотражение внутри наблюдаемого объекта, также резко уменьшает полезный эхо-сигнал, принимаемый РЛС.
В основу изобретения положена задача повышения эффективности и оперативности наблюдения за передвижением в пространстве саранчи, как единичных особей, формирующей рой, так и рой саранчи, для оперативного применения полученных данных при организации использования средств борьбы с саранчовыми в целях минимизации наносимого ею ущерба сельскому хозяйству. Эффективность радиолокационного наблюдения и оперативность получения и обмена данными напрямую связана с применением полученных данных при организации использования средств борьбы с саранчовыми в целях минимизации наносимого ею ущерба сельскому хозяйству.
Поставленная задача достигается введением в схему прототипа связанных между собой дополнительного передатчика сантиметрового диапазона длин волн (8), приемника сантиметрового диапазона длин волн (9) и антенного устройства сантиметрового диапазона длин волн с входящей сервосистемой привода (10), комплекса средств обмена данными (11), включающего устройство сопряжения с каналами обмена данными, процессора данных (12).
На фиг. 2 представлена структурная схема устройства для наблюдения за саранчой, летящей в рое.
Предлагаемое устройство состоит из передатчика миллиметрового диапазона длин волн (3), выход которого соединен с антенным устройством миллиметрового диапазона длин волн (3) с сервосистемой привода антенны, выход которого соединен с входом приемника миллиметрового диапазона длин волн (4), выход которого соединен с первым входом процессора сигналов (5), передатчика сантиметрового диапазона длин волн (8), выход которого соединен с антенным устройством сантиметрового диапазона длин волн (10) с сервосистемой привода, выход которого соединен со входом приемника сантиметрового диапазона длин волн (9), выход которого соединен со вторым входом процессора сигналов (5), который через процессор данных (12) соединен с автоматизированным рабочим местом на базе ПЭВМ (6), при этом второй выход процессора данных (12) соединен с комплексом средств обмена данными, включающий устройство сопряжения с каналами обмена данными (11), а второй вход процессора данных предназначен для приема данных от смежной радиолокационной станции.
Предлагаемое устройство для наблюдения за саранчой, летящей в рое, работает следующим образом:
Зондирующие сигналы, в зависимости от длины волны (λ=8 мм и λ=3-10 см), сформированные передатчиком 1 или 8, направляются в антенные устройства миллиметрового и сантиметрового диапазона длин волн 3 и 10 соответственно которые излучаются в пространство. Вращаемые сервосистемами в азимутальной плоскости антенны 3 и 10 создают зону обзора радиолокатора в азимутальной плоскости.
Радиолокационные эхо-сигналы, являющиеся результатом отражения зондирующих импульсов от различных объектов, включая единичные особи и/или рой саранчи, через выходы антенных устройств миллиметрового и сантиметрового диапазона длин волн 3 и 10 поступают соответственно на вход приемника миллиметрового диапазона длин волн 4 или на вход приемника сантиметрового диапазона длин волн 9. Выходные сигналы приемников 4 и 9 на промежуточной частоте поступают в процессор сигналов (5), где производится их аналого-цифровое преобразование, когерентная межпериодная частотная фильтрация на фоне шумов и пассивных помех, выполняется процедура обнаружения по критерию Неймана-Пирсона, обеспечивающая получение максимальной вероятности правильного обнаружения саранчи при фиксированной вероятности ложного обнаружения по шумам и остаткам пассивных помех, а также оценка сферических координат (дальность, азимут и угол места) объекта наблюдения (саранчи). Выходные сигналы процессора сигналов (5) поступают в процессор данных (12), где производится их вторичная обработка с целью обнаружения и непрерывного сопровождения траектории движения саранчи (как единичных особей, так и роя), определения параметров движения саранчи (курс, скорость, ускорение и пр.), формирование отметок саранчи и их экстраполяция, слияние экстраполированных координат с вновь полученными в процессе нового цикла обзора пространства РЛС, привязка новой отметки к траектории движения саранчи. Выходная информация процессора данных (12) поступает на автоматизированное рабочее место (6) на базе ПЭВМ для отображения оператору или через комплекс средств обмена данными (11) передается на другую (смежную) радиолокационную станцию.
Принятые данные смежной РЛС в процессоре данных (12) объединяются с данными собственных наблюдений, для этого дополнительно производится их третичная обработка с целью корректного наблюдения движения саранчи (как единичных особей, так и роя). Обработанная информация отображается на автоматизированном рабочем месте (6) на базе ПЭВМ.
Обеспечение наблюдения за саранчой в составе многопозиционной системы наблюдения (аббревиатура в английской транскрипции WAM, MLAT, аббревиатура в русской транскрипции МПСН) повышает качество и точность наблюдения за роем в условиях, когда его размеры больше зоны обзора одной РЛС.
Для целей промышленной реализации предлагаемого устройства могут быть применены серийно освоенные РЛС миллиметрового диапазона длин волн, например, «Атлантика» (производство ОАО «ЦНПО «Ленинец»), РЛС сантиметрового диапазона длин волн, например, «Полином» (производство ОАО «Концерн «Международные аэронавигационные системы»).
Источники информации
1. Бей-Биенко Г.Я. Руководство по учету саранчовых. Л.: Упр. Службы учета Гос. ОБВ Наркозема СССР, 1932. 159 с.
2. Саранчовая ситуация и борьба с саранчой на Кавказе и в центральной Азии - аналитический отчет - Продовольственная и Сельскохозяйственная Организация Объединенных Наций (ФАО) (Август 2009) Анни Монар, Марион Ширис, Александр Лачининский
3. http://hleb-produkt.ru/saranchovye/1657-vidy-obsledovaniy-i-metody-ucheta-chislennosti-saranchovyh.html
4. Drake, V.A., Reynolds, D.R. Radar Entomology: Observing Insect Flight and Migration. Великобритания: CABI Publishing, 2012, 489 c., ISBN 978184593556.
5. Патент «Миллиметровая радиолокационная станция для обнаружения насекомых» CN 103869307А, дата публикации 18 июня 2014, заявитель «Институт защиты растений Китайской академии сельскохозяйственных наук», авторы Ченг Денгфа, Жанг Бин, Чжан Юнхуи, Ян Мин Цзян.
Claims (1)
- Устройство для наблюдения за саранчой, летящей в рое, состоящее из передатчика миллиметрового диапазона длин волн, выход которого соединен с антенным устройством миллиметрового диапазона длин волн с сервосистемой привода антенны, выход которого соединен с входом приемника миллиметрового диапазона длин волн, выход которого соединен с первым входом процессора сигналов, автоматизированного рабочего места, отличающееся тем, что дополнительно введены передатчик сантиметрового диапазона длин волн, выход которого соединен с антенным устройством сантиметрового диапазона длин волн с сервосистемой привода, выход которого соединен с входом приемника сантиметрового диапазона длин волн, выход которого соединен со вторым входом процессора сигналов, который через процессор данных соединен с автоматизированным рабочим местом на базе ПЭВМ, при этом второй выход процессора данных соединен с комплексом средств обмена данными, включающим устройство сопряжения с каналами обмена данными, а второй вход процессора данных предназначен для приема данных от смежной радиолокационной станции.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120664A RU2673166C1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Устройство для наблюдения за саранчой, летящей в рое |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120664A RU2673166C1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Устройство для наблюдения за саранчой, летящей в рое |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2673166C1 true RU2673166C1 (ru) | 2018-11-22 |
Family
ID=64556477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017120664A RU2673166C1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Устройство для наблюдения за саранчой, летящей в рое |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2673166C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112327295A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-02-05 | 北京理工大学 | 一种雷达提取昆虫朝向误差的获取及修正方法 |
| CN112327294A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-02-05 | 北京理工大学 | 基于多频点极化特征的昆虫体型参数反演方法和装置 |
| CN113016457A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-25 | 西安航空学院 | 一种林业用树木根系寻虫装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447657C1 (ru) * | 2011-04-13 | 2012-04-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН (ИППИ РАН) | Устройство для определения активности кровососущих комаров |
| CN203455484U (zh) * | 2013-09-13 | 2014-02-26 | 山西大学 | 草原蝗虫远程监测设备和系统 |
| CN103869307A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 中国农业科学院植物保护研究所 | 毫米波扫描昆虫雷达探测系统及探测方法 |
| CN105580802A (zh) * | 2014-10-22 | 2016-05-18 | 中国农业大学 | 东亚飞蝗蝗蝻自动监测装置及监测方法 |
-
2017
- 2017-06-13 RU RU2017120664A patent/RU2673166C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447657C1 (ru) * | 2011-04-13 | 2012-04-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН (ИППИ РАН) | Устройство для определения активности кровососущих комаров |
| CN103869307A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 中国农业科学院植物保护研究所 | 毫米波扫描昆虫雷达探测系统及探测方法 |
| CN203455484U (zh) * | 2013-09-13 | 2014-02-26 | 山西大学 | 草原蝗虫远程监测设备和系统 |
| CN105580802A (zh) * | 2014-10-22 | 2016-05-18 | 中国农业大学 | 东亚飞蝗蝗蝻自动监测装置及监测方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112327295A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-02-05 | 北京理工大学 | 一种雷达提取昆虫朝向误差的获取及修正方法 |
| CN112327294A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-02-05 | 北京理工大学 | 基于多频点极化特征的昆虫体型参数反演方法和装置 |
| CN112327294B (zh) * | 2020-10-23 | 2023-10-20 | 北京理工大学 | 基于多频点极化特征的昆虫体型参数反演方法和装置 |
| CN112327295B (zh) * | 2020-10-23 | 2024-05-03 | 北京理工大学 | 一种雷达提取昆虫朝向误差的获取及修正方法 |
| CN113016457A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-25 | 西安航空学院 | 一种林业用树木根系寻虫装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107121670B (zh) | 一种基于合成孔径雷达的反无人机防御方法 | |
| CN109073348B (zh) | 用于对埋藏物体进行探测、定位和图像获取的机载系统和方法、表征底土成分的方法 | |
| US10317520B2 (en) | Radar system | |
| CN108398677A (zh) | 三坐标连续波一维相扫无人机低空目标检测系统 | |
| US20170045613A1 (en) | 360-degree electronic scan radar for collision avoidance in unmanned aerial vehicles | |
| RU2440588C1 (ru) | Способ пассивного радиомониторинга воздушных объектов | |
| RU2673166C1 (ru) | Устройство для наблюдения за саранчой, летящей в рое | |
| CN106405557B (zh) | 一种用于直升机防撞高压线的雷达检测方法 | |
| US5264856A (en) | System and method for detecting radiant energy reflected by a length of wire | |
| CN206235731U (zh) | 一种探地雷达设备 | |
| RU2410712C1 (ru) | Способ обнаружения воздушных объектов | |
| CN113866756A (zh) | 一种基于mimo雷达的小型无人机目标跟踪方法 | |
| del-Rey-Maestre et al. | Optimum beamforming to improve UAV’s detection using DVB-T passive radars | |
| JP2010175383A (ja) | 目標検出装置及び目標検出方法 | |
| RU2546329C1 (ru) | Способ поляризационно-чувствительного обнаружения подвижных объектов | |
| CN113419238A (zh) | 基于毫米波雷达的山体滑坡监测方法、电子设备、存储介质 | |
| RU2524399C1 (ru) | Способ обнаружения малоразмерных подвижных объектов | |
| RU2444753C1 (ru) | Способ радиоконтроля воздушных объектов | |
| RU2444756C1 (ru) | Способ обнаружения и локализации воздушных объектов | |
| RU2528391C1 (ru) | Способ поиска малозаметных подвижных объектов | |
| Molchanov | All-digital radar architecture | |
| Boudamouz et al. | Through the wall radar imaging with mimo beamforming processing-simulation and experimental results | |
| Molchanov et al. | Fly eye radar or micro-radar sensor technology | |
| CN108474845A (zh) | 用于对含盐液体介质中的杂波进行谱估计的方法 | |
| Latthe et al. | A review on ISAR imaging techniques for low RCS targets |