RU2709216C2 - Mobile shipborne system for environmental monitoring of aquatic environment - Google Patents

Mobile shipborne system for environmental monitoring of aquatic environment Download PDF

Info

Publication number
RU2709216C2
RU2709216C2 RU2017137197A RU2017137197A RU2709216C2 RU 2709216 C2 RU2709216 C2 RU 2709216C2 RU 2017137197 A RU2017137197 A RU 2017137197A RU 2017137197 A RU2017137197 A RU 2017137197A RU 2709216 C2 RU2709216 C2 RU 2709216C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
complex
oil
water
phase
signal receiver
Prior art date
Application number
RU2017137197A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017137197A (en
RU2017137197A3 (en
Inventor
Ольга Степановна Одаренко
Валентин Васильевич Лобынцев
Original Assignee
Ольга Степановна Одаренко
Валентин Васильевич Лобынцев
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 Ольга Степановна Одаренко, Валентин Васильевич Лобынцев filed Critical Ольга Степановна Одаренко
Priority to RU2017137197A priority Critical patent/RU2709216C2/en
Publication of RU2017137197A publication Critical patent/RU2017137197A/en
Publication of RU2017137197A3 publication Critical patent/RU2017137197A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2709216C2 publication Critical patent/RU2709216C2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

FIELD: vessels and other watercrafts.
SUBSTANCE: invention relates to shipbuilding and can be used in creation of vessels for environmental monitoring of water environment, which due to high mobility and manoeuvrability enable to keep under constant control significant areas of river, lake and sea water areas. Technical task of the invention is to increase the range of detection of spills of oil or oil products on surface of water environment. To this end, the mobile ship system for environmental monitoring of the water environment is equipped with an unmanned aerial vehicle, a thermal imager, a GPS signal receiver, a phase-shift keying signal transmitter and receiver, wherein a thermal imager, a GPS signal receiver and a phase-shift keyed phase signal transmitter are mounted on the drones, and the phase-shift keyed composite signal receiver is mounted on the mobile ship complex. Thus it is possible to detect and locate spills of oil or oil products on surface of water environment, transmitting them over a radio channel using complex signals with phase manipulation in real time to a mobile ship system, where the parameters of oil spills or oil products, its area, speed and direction of propagation are estimated.
EFFECT: technical result consists in improvement of efficiency of marine system for environmental monitoring of aquatic environment.
1 cl, 7 dwg

Description

Предлагаемый комплекс относится к судостроению и может быть использован при создании судов для экологического контроля состояния водной среды, которые благодаря высокой мобильности и маневренности позволяют держать под постоянным контролем значительные участки речных, озерных, морских акваторий.The proposed complex relates to shipbuilding and can be used to create ships for environmental monitoring of the aquatic environment, which, thanks to their high mobility and maneuverability, make it possible to constantly control significant sections of river, lake, and sea water areas.

Известны суда для экологического контроля водной среды (авт. свид. СССР №1.112.943, 1.613.984, 1.779.912, 1.789.920; патент на полезные модели №№2.797, 3.041, 49.267, 131.712, 159.767; патенты РФ №№2.023.259, 2.030.747, 2.047.874, 2.143.108, 2.207.500, 2.331.876, 2.353.954, 2.350.368, 2.443.001, 2.456.644, 2.479.690, 2.521.246, 2.522.821, 2.587.109, 2.622.721; патенты США №№5.878.819, 6.364.026, 7.728.291; патенты Франции №2.298.088; Шилин Б.В., Молодчанин И.А.Known vessels for environmental control of the aquatic environment (author's certificate. USSR No. 1.112.943, 1.613.984, 1.779.912, 1.789.920; utility model patent No. 2.797, 3.041, 49.267, 131.712, 159.767; RF patents No. No. 2.023.259, 2.030.747, 2.047.874, 2.143.108, 2.207.500, 2.331.876, 2.353.954, 2.350.368, 2.443.001, 2.456.644, 2.479.690, 2.521.246, 2.522. 821, 2.587.109, 2.622.721; US patents Nos. 5.878.819, 6.364.026, 7.728.291; French patents N2.298.088; Shilin B.V., Molodchanin I.A.

Контроль состояния окружающей среды тепловой аэросъемкой. М.: Недра, 1992, с. 8-20; Анучин Е.Н., Зурабян А.В., Грачев И.А., Попов А.П.. Оптический регистратор нефтяных пленок рна взволнованной водяной поверхности. «Оптический журнал», 2005, №3, том 72, с. 11-13 и другие)Environmental monitoring by thermal aerial photography. M .: Nedra, 1992, p. 8-20; Anuchin E.N., Zurabyan A.V., Grachev I.A., Popov A.P. Optical recorder of oil films of wounds of excited water surface. Optical Journal, 2005, No. 3, Volume 72, p. 11-13 and others)

Из известных устройств наиболее близких к предлагаемому является «Судно для экологического контроля водной среды» (патент на полезную модель №2.797, В63В 35/оо, 1995), которое выбрано в качестве прототипа.Of the known devices closest to the proposed is the "Ship for environmental control of the aquatic environment" (utility model patent No. 2.777, B 35B 35 / oo, 1995), which is selected as a prototype.

Указанное устройство содержит подводный бункер с размещенными на нем измерительными датчиками параметров воды, средств для забора воды и грунта, телеуправляемый подводный аппарат, устройство для ультразвукового зондирования, аппаратуру для обработки информации и анализа воды, устройство контроля параметров при поверхностном слое воды, погружаемый блок которого снабжен измерительными датчиками и устройствами водозабора, и устройство контроля поверхности воды на загрязненность нефтепродуктами, оптический блок которого установлен на выносной консоли в носовые оконечности судна.The specified device contains an underwater bunker with measuring sensors of water parameters, means for taking water and soil placed on it, a remote-controlled underwater apparatus, an apparatus for ultrasonic sensing, equipment for processing information and analyzing water, a parameter monitoring device for a surface water layer, the immersion unit of which is equipped with measuring sensors and water intake devices, and a device for monitoring the surface of the water for contamination of oil products, the optical unit of which is installed on remote console in the ship's bow.

Последнее обстоятельство приводит к тому, что экологическому контролю подвергается только поверхность водной среды в непосредственной близости от судна, т.е. известное судно имеет незначительную дальность обнаружения разливов нефти или нефтепродуктов.The latter circumstance leads to the fact that only the surface of the aquatic environment in the immediate vicinity of the vessel is exposed to environmental control, i.e. known vessel has a small detection range of oil spills or oil products.

Технической задачей изобретения является увеличение дальности обнаружения разливов нефти или нефтепродуктов на поверхности водной среды путем использования беспилотного летательного аппарата, на котором установлены приемник GPS-сигналов и тепловизор, цифровое изображение и местоположение которого по радиоканалам передается в режиме реального времени на мобильный судовой комплекс сложными сигналами с фазовой манипуляцией.An object of the invention is to increase the detection range of oil or oil products spills on the surface of the aquatic environment through the use of an unmanned aerial vehicle, on which a GPS signal receiver and thermal imager are installed, the digital image and location of which via radio channels is transmitted in real time to the mobile ship complex with complex signals with phase manipulation.

Поставленная задача решается тем, что мобильный судовой комплекс для экологического контроля водной среды, оснащенной, в соответствии с ближайшим аналогом, подводным буксиром с размещенными на нем измерительными датчиками параметров воды, средствами для забора воды и грунта, телеуправляемым подводным аппаратом, устройством для ультразвукового зондирования, аппаратурой для обработки информации и анализа воды, устройством контроля параметров поверхностного слоя воды, погружаемый блок которого снабжен измерительными датчиками и устройством водозабора закреплен на каретке, которая установлена с возможностью перемещения по направляющей, состоящей из неподвижной секции, укрепленной на форшмаке судна, и поворотной секции, которая в рабочем положении состыкована с неподвижной секцией, продолжая вверх линию форштевня судна, имеет средства для разворота в вертикальной плоскости до упора, размещенного на палубе, и устройством контроля поверхности воды на загрязненность нефтепродуктами, оптический блок которого установлен на выносной консоли в носовой оконечности судна, отличающийся от ближайшего аналога тем, что он снабжен беспилотным летательным аппаратом, тепловизором, приемником GPS-сигналов, передатчиком и приемником сложных сигналов с фазовой манипуляцией, причем тепловизор, приемник GPS-сигналов и передатчик сложных сигналов с фазовой манипуляцией установлены на беспилотном летательном аппарате, передатчик сложных сигналов с фазовой манипуляцией содержит последовательно подключенные к выходу тепловизора формирователь модулирующего кода, второй вход которого соединен с выходом приемника GPS-сигналов, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора высокочастотных колебаний, усилитель мощности и передающую антенну, приемник сложных сигналов с фазовой манипуляцией установлен на мобильном судовом комплексе и содержит последовательно включенные приемную антенну, усилитель высокой частоты, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосный фильтр, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, фильтр нижних частот и компьютер с возможностью обнаружения и определения местоположения разливов нефти или нефтепродуктов на поверхности водной среды, передачи их по радиоканалам с использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией в режиме реального времени на мобильный судовой комплекс, где оцениваются параметры разлива нефти или нефтепродуктов, его площадь, скорость и направление распространения с использованием программно-математической обработки, на основании данной информации осуществляется приближение мобильного судового комплекса к месту разлива нефти или нефтепродуктов на поверхности водной среды, сбор и ее последующая утилизация.The problem is solved in that a mobile ship complex for ecological monitoring of the aquatic environment, equipped, in accordance with the closest analogue, with an underwater tug with measuring sensors for water parameters placed on it, means for taking water and soil, a remote-controlled underwater apparatus, an device for ultrasonic sensing, equipment for information processing and water analysis, a device for monitoring the parameters of the surface water layer, the immersion unit of which is equipped with measuring sensors and The water intake is mounted on a carriage, which is mounted for movement along a guide consisting of a fixed section, mounted on the foreship of the vessel, and a rotary section, which, in the working position, is docked with the fixed section, continuing the ship’s stem line upwards, has means for turning in the vertical plane to the stop placed on the deck and with a device for monitoring the water surface for contamination with oil products, the optical unit of which is mounted on a remote console in the bow of the vessel, differing from the closest analogue in that it is equipped with an unmanned aerial vehicle, a thermal imager, a GPS signal receiver, a transmitter and a complex signal transmitter with phase shift keying, and a thermal imager, a GPS signal receiver and a phase shift key signal transmitter are mounted on the unmanned aerial vehicle, transmitter complex signals with phase shift keying contains a modulator code generator, connected to the output of the GPS-receiver, sequentially connected to the output of the thermal imager Nalov, phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the high-frequency oscillation generator, a power amplifier and a transmitting antenna, a complex signal receiver with phase manipulation is installed on a mobile ship complex and contains a receiving antenna, a high-frequency amplifier, a first multiplier, the second input of which is connected in series with the output of the low-pass filter, a narrow-band filter, a second multiplier, the second input of which is connected to the output of the high-frequency amplifier, a low-pass filter a computer with the ability to detect and determine the location of oil or oil products spills on the surface of the aquatic environment, transmit them over the air using complex signals with phase-shift keying in real time to a mobile ship complex, where the parameters of the oil or oil product spill are estimated, its area, speed and direction distribution using software and mathematical processing, based on this information, the mobile ship complex is being approached to places or oil spill on the surface of an aqueous medium, collecting and its subsequent disposal.

Мобильный судовой комплекс для экологического контроля водной среды содержит судно 1, беспилотный летательный аппарат 53, тепловизор 54, приемник 56 GPS-сигналов, передатчик 57 сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМН) и приемник 66 сложных ФМН сигналов.A mobile ship complex for ecological monitoring of the aquatic environment comprises a vessel 1, an unmanned aerial vehicle 53, a thermal imager 54, a GPS signal receiver 56, a phase shift keying (FMN) transmitter 57 and a complex FMN signal receiver 66.

При этом тепловизор 54, приемник 56 GPS-сигналов с антенной 55, приемник 57 сложных ФМН сигналов установлены на беспилотном летательном аппарате 53. Приемник 66 сложных ФМН сигналов установлен на судне 1In this case, the thermal imager 54, the receiver 56 GPS signals with an antenna 55, the receiver 57 of the complex PSK signals are installed on the unmanned aerial vehicle 53. The receiver 66 of the complex PSK signals is installed on the ship 1

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представленыThe invention is illustrated by drawings, on which

Фиг. 1 - судно для экологического контроля водной среды, общий видFIG. 1 - vessel for environmental monitoring of the aquatic environment, general view

Фиг. 2 - схема размещения оборудования на палубе судна, вид сверхуFIG. 2 - layout of equipment on the deck of the ship, top view

Фиг. 3 - схема размещения спускового устройства подводного буксираFIG. 3 - layout of the launch device of the underwater tug

Фиг. 4 - схема размещения спуско-подвижного телеуправляемого подводного аппаратаFIG. 4 - layout of the trigger-moving remote-controlled underwater vehicle

Фиг. 5 - схема размещения устройства контроля параметров приповерхностного слоя водыFIG. 5 - layout of a device for monitoring the parameters of the surface water layer

Фиг. 6 - структурная схема аппаратуры, размещенной на беспилотном летательном аппаратеFIG. 6 is a structural diagram of equipment placed on an unmanned aerial vehicle

Фиг. 7 - структурная схема приемника 66 сложных ФМН сигналов, размещенного на судне 1FIG. 7 is a structural diagram of a receiver 66 of complex PSK signals placed on a ship 1

В качестве носителя исследовательского оборудования мобильного судового комплекса для экологического контроля водной среды выбрано двухпалубное судно 1 с избыточным надводным бортом, протяженной надстройкой, наклонным форштевнем и транцевой кормой.A double-decker vessel 1 with an excess freeboard, an extended superstructure, an inclined bow and transom stern was selected as the carrier of the research equipment of the mobile ship complex for environmental monitoring of the aquatic environment.

Судно 1 содержит подводный буксир 2, телеуправляемый подводный аппарат (ТПА) 3, устройство 4 для забора воды из придонного слоя во время стоянки судна, устройство 5 контроля параметров приповерхностного слоя, гидромагистраль 6 с отводами к аппаратуре 7 гидрохимического анализа, размещенной в рубочном помещении и связанной с аппаратурой 8 обработки информации. На днище судна 1 установлен антенный блок устройства 9 ультразвукового зондирования толщи воды, связанный с аппаратурой 10 регистрации и представления данных (РПД), установленной в рубочном помещении. Устройство 11 контроля воды на загрязненность нефтепродуктами оптически связано с приемо-передающим объективом (оптической головкой) 12, установленной на выносной консоли 13 в носовой оконечности судна 1. Кроме этого в состав оборудования судна входят пробоотборник 14 для отбора поверхностных проб донного грунта и трубка 15 грунтовая для отбора колонковых проб донных отложений.The vessel 1 contains an underwater tug 2, a remote-controlled underwater vehicle (TPA) 3, a device 4 for taking water from the bottom layer while the vessel is stationary, a device 5 for monitoring the parameters of the near-surface layer, a hydraulic line 6 with taps to the hydrochemical analysis equipment 7, located in the logging room and associated with the equipment 8 information processing. On the bottom of the vessel 1 there is an antenna unit of the device 9 for ultrasonic sensing of the water column connected with the equipment 10 for recording and presenting data (RPD) installed in the logging room. The device 11 for monitoring water contamination with oil products is optically connected to a transceiver lens (optical head) 12 mounted on a remote console 13 at the fore end of the vessel 1. In addition, the vessel’s equipment includes a sampler 14 for sampling surface samples of bottom soil and a ground pipe 15 for sampling core samples of bottom sediments.

Для управления работой забортных устройств судно оснащено спуско-подъемным технологическим оборудованием, электрические связи между аппаратурой 7, 8, 9, 10 обеспечиваются посредством кабелей, заведенных в соединительные ящики, расположенные в судовых помещениях и на палубах судна в местах подключения к соответствующему оборудованию.To control the operation of outboard devices, the vessel is equipped with hoisting technological equipment, the electrical connections between the equipment 7, 8, 9, 10 are provided by cables connected to the connecting boxes located in the ship's premises and on the deck of the vessel at the points of connection to the corresponding equipment.

Подводный буксир 2 (фиг. 1) состоит из забортной части, выполненной в виде углубителя 16 рамной конструкции, снабженного симметричными боковыми стабилизаторами 17, которые складываются при подъеме углубителя на борт судна, и буксирно-кабельной системы 18, представляющей собой линейную конструкцию на основе металлического троса, обрамленного пластмассовыми обтекателями, через которые проходят, кроме троса, шланг устройства 19 водозабора, подключенный к гидромагистрали 6, и наборный электрический кабель для подачи электропитания и съема текущих показаний датчиков 20 гидрофизических параметров (ГФП) воды, размещенных на раме углубителя 16.The underwater tug 2 (Fig. 1) consists of an outboard part made in the form of a frame recess 16, equipped with symmetrical side stabilizers 17, which are folded when the recess is lifted aboard the vessel, and a towing and cable system 18, which is a linear structure based on a metal a cable framed by plastic fairings, through which, in addition to the cable, the hose of the water intake device 19 connected to the hydraulic line 6 and a type-setting electric cable for supplying and removing current their readings of the sensors 20 hydrophysical parameters (HFP) of water, placed on the frame of the deepener 16.

Состав датчиков 20 ГФП может быть представлен стандартным набором измерителей естественного состава (рН, Eh, О2) и общефизических показателей (температура, электропроводность) и дополнен, например, погружными флюориметрами 21 для непосредственных измерений содержания растворенных органических веществ, хлорофилла, нефтепродуктов и др. Обработка измерительной информации с датчиков 20 ГФП и флюориметров 21 производится аппаратурой 8 обработки информации.The composition of the 20 HFP sensors can be represented by a standard set of meters of natural composition (pH, Eh, О 2 ) and general physical indicators (temperature, electrical conductivity) and supplemented, for example, by immersion fluorimeters 21 for direct measurements of dissolved organic substances, chlorophyll, oil products, etc. The processing of measurement information from the sensors 20 of the HFP and fluorimeters 21 is performed by the information processing equipment 8.

Спуско-подъемное устройство подводного буксира 2 (фиг. 3) содержит установленную в помещении на верхней палубе судна 1 гидравлическую лебедку 22 для порядной многослойной намотки буксирно-кабельной системы 18 с вертикальным расположением оси барабана, снабженную датчиком вытравленной длины и обеспечивающую тяговое усилие 3-3,5 ТС и скорость травления 5-15 м/мин, а также стационарный наклонный слип 23, установленный между площадкой 24 для размещения углубителя 16 по-походному на верхней палубе и нижней палубой. У основания слипа 23 выполнен люк наклонной шахты-клюза 25, через которую подводный буксир 2 вываливается за борт судна.The underwater lifting and launching device 2 (Fig. 3) contains a hydraulic winch 22 installed in a room on the upper deck of the vessel 1 for the winding of the towing-cable system 18 with a vertical arrangement of the drum axis, provided with an etched length sensor and providing a pulling force of 3-3 , 5 TS and the etching speed of 5-15 m / min, as well as a stationary inclined slip 23 installed between the platform 24 for placing the deepener 16 in a marching manner on the upper deck and lower deck. At the base of the slip 23, the hatch of the inclined shaft-clus 25 is made, through which the underwater tug 2 falls out overboard.

Телеуправляемый подводный аппарат (ТПА) 3 предназначен для проведения осмотровых работ под водой во время стоянки судна с передачей телевизионного изображения на борт. Кроме телекамеры черно-белого или цветного изображения он оснащен устройствами разового отбора проб донного грунта и съемными блоками датчиков ГФП. Для определения координат относительно судна ТПА 3 имеет систему гидроакустической пеленгации, приемная антенна которой размещена в подкильном обтекателе. Примером реализации ТПА 3 может служить рекламно-техническое описание беээкипажного ТПА "Seaowl MkII" фирмы Sutec. Управление ТПА 3 осуществляется оператором с автономного пульта, расположенного в рубочном помещении, или дублирующего выносного пульта 26, который установлен на палубе надстройки вблизи грузоподъемного устройства 27, посредством кабеля 28 связи, размещенного на вьюшке 29 и стравливаемого с нее по мере удаления ТПА 3 от судна 1.Remote-controlled underwater vehicle (TPA) 3 is designed for inspection work under water while the ship is stationary with the transmission of a television image on board. In addition to a black-and-white or color image camera, it is equipped with devices for single sampling of bottom soil and removable HFP sensor units. To determine the coordinates relative to the vessel, TPA 3 has a sonar direction finding system, the receiving antenna of which is located in the hinged cowl. An example of the implementation of TPA 3 is the advertising and technical description of the crewless TPA "Seaowl MkII" by Sutec. TPA 3 is controlled by the operator from an autonomous console located in the logging room, or a backup remote control 26, which is installed on the superstructure deck near the lifting device 27, by means of a communication cable 28 located on the view 29 and ejected from it as the TPA 3 is removed from the vessel 1.

Грузоподъемное устройство 27 ТПА 3 (см. фиг. 4), выполненное, например, в виде грузового крана, снабжено захватным крюком для подъема контейнера 30 (клети), в которой размещен ТПА 3, и спуска его за борт. По-походному ТПА 3 хранится в специальном помещении (кладовой ТПА) на нижней палубе, в верхнем перекрытии которой выполнен откидной люк 31.The lifting device 27 TPA 3 (see Fig. 4), made, for example, in the form of a cargo crane, is equipped with a gripping hook for lifting the container 30 (stand) in which the TPA 3 is placed and lowering it overboard. Camping TPA 3 is stored in a special room (pantry TPA) on the lower deck, in the upper ceiling of which a hatchway 31 is made.

Устройство 4 для забора воды из придонного слоя на стоянке судна состоит из шланга со штуцером з2 водозабора на входном конце, опускаемого с тросом и якорь-грузом 33. Спуско-подъемное устройство размещено на палубе надстройки и представлено гидравлической однобарабанной лебедкой 34 (шлангоемкостью 70 м с тяговым усилием 150 кГс, скоростью травления-выбирания 0,2-0,5 м/с) и кран-балкой 35 с вылетом 1,7 м. Выходной конец шланга от лебедки 34 имеет отвод для подсоединения к гидромагистрали 6.Device 4 for intake of water from the bottom layer at the ship’s berth consists of a hose with a fitting z2 of the intake at the inlet end, lowered with a cable and anchor weight 33. The launching and lifting device is placed on the superstructure deck and is represented by a hydraulic single-drum winch 34 (hose capacity 70 m s traction force of 150 kG, etching-selecting speed of 0.2-0.5 m / s) and a crane 35 with a reach of 1.7 m. The output end of the hose from the winch 34 has a branch for connecting to the hydraulic line 6.

Устройство 5 контроля параметров приповерхностного слоя (фиг. 5) размещено в носовой оконечности судна 1. Оно содержит погружаемый блок 36, закрепленный на каретке 37, которая установлена на направляющей с возможностью продольного перемещения. Направляющая состоит из двух секций 38, 39, имеющих продольные пазы 40 для каретки 37. Секция 38 направляющей неподвижно укреплена на форштевне судна 1 и является стационарной. Поворотная секция 39 направляющей в рабочем положении состыкована с неподвижной секцией 38, продолжая вверх линию форштевня судна 1. Вблизи стыкуемого конца поворотная секция 39 снабжена крепежной планкой с отверстием под ось 41 осевого крепления, установленного в носовой части палубы. Для размещения поворотной секции 39 по-походному предусмотрены упор 42, на который она опрокидывается при развороте вокруг оси 41, и талреп 43.The device 5 for controlling the parameters of the near-surface layer (Fig. 5) is located in the bow of the vessel 1. It contains an immersion unit 36 mounted on a carriage 37, which is mounted on a rail with the possibility of longitudinal movement. The guide consists of two sections 38, 39 having longitudinal grooves 40 for the carriage 37. The guide section 38 is fixedly mounted on the stem of the vessel 1 and is stationary. In the working position, the rotary section 39 of the guide is docked with the stationary section 38, continuing the upright line of the vessel 1. Near the abutting end, the rotary section 39 is equipped with a fixing bar with an opening for the axial fastening axis 41 installed in the bow of the deck. To accommodate the rotary section 39 in a marching manner, a stop 42 is provided, on which it tilts when turning around the axis 41, and a lanyard 43.

Погружаемый блок 36 устройства 5 оснащен датчиками 44 ГФП, аналогичными датчикам 20 ГФП подводного буксира 2, а также флюориметрами 45 и устройством 46 водозабора. Для защиты от механических повреждений электрического кабеля от измерительных датчиков 44 и флюориметров 45 и шланга устройства 46 водозабора на обеих секциях 38 и 39 направляющей выполнены фигурные полости 47, в которые закладываются кабель и шланг. Неподвижная секция 38 направляющей имеет в поперечном сечении стреловидное завершение, которое формирует контур носового обвода судна.The immersion unit 36 of the device 5 is equipped with 44 HFP sensors, similar to the 20 HFP sensors of the underwater tug 2, as well as fluorimeters 45 and the intake device 46. To protect against mechanical damage to the electric cable from the measuring sensors 44 and fluorimeters 45 and the hose of the water intake device 46, figured cavities 47 are made in both sections 38 and 39 of the rail, into which the cable and hose are laid. The fixed section 38 of the guide has a cross-shaped cross-section in the cross-section, which forms the contour of the bow of the ship.

На свободном конце поворотной секции 39 направляющей установлены спаренный блок 48 для прокладки кабеля и шланга от сдвоенного барабана вьюшки 49 и поворотный блок 51 для троса от лебедки 52, свободный конец которого связан с креплением 50 на каретке 37.At the free end of the rotary section 39 of the guide mounted pair unit 48 for laying the cable and hose from the double drum of the view 49 and the rotary unit 51 for the cable from the winch 52, the free end of which is connected to the mount 50 on the carriage 37.

Аппаратура 8 обработки информации представляет собой многомашинный цифровой вычислительный комплекс, имеющий двухуровневую структуру. На первом уровне производится первичная обработка показаний датчиков 20, 44 ГФП, размещенных на углубителе 16 подводного буксира 2 и погружаемом блоке 36 устройства 5 контроля параметров приповерхностного слоя воды и, соответственно, флюориметров 21 и 45. Второй уровень вычислительного комплекса представлен прибором оператора, осуществляющим систематизацию и совместную обработку выходных показаний приборов первого уровня, отображение, регистрацию и хранение результатов анализа, а также взаимодействие с внешними устройствами, управление работой аппаратуры. Аналогом аппаратуры 8 обработки информации является, например, судовая система сбора, регистрации и отображения данных [Гродецкий Ю.А. Организация системы сбора и обработки гидрологической информации на научно-исследовательской судне на основе локальной вычислительной сети / Труды ААНИИ. - Л.: Гидрометеоиздат. - 1990. - Т. 419].Information processing equipment 8 is a multi-machine digital computer complex having a two-level structure. At the first level, the primary processing of the readings of the sensors 20, 44 of the HFP, located on the deepener 16 of the underwater tug 2 and the immersion unit 36 of the device 5 for monitoring the parameters of the surface water layer and, respectively, of the fluorimeters 21 and 45. The second level of the computing complex is represented by an operator’s systematization system and joint processing of the output readings of first-level devices, display, registration and storage of analysis results, as well as interaction with external devices, control of Auteuil equipment. An analogue of information processing equipment 8 is, for example, a shipboard system for collecting, recording and displaying data [Yu.A. Grodetsky Organization of a system for collecting and processing hydrological information on a research vessel based on a local area network / Transactions of the AARI. - L .: Hydrometeoizdat. - 1990. - T. 419].

Устройство 9 ультразвукового зондирования предназначено для поиска и обнаружения слоев с аномальными звукорассеивающими характеристиками, вызванными наличием грязевых линз, других механических и биологических включений. Аппаратура реализована на основе серийно выпускаемого рыбопоискового эхолота "Сарган-ЭМ" [Текунов А.Н. Рыбопоисковые приборы и комплексы. - Л.: Судостроение. - 1989] и содержит размещенные на днище судна 1 низкочастотную и высокочастотную антенны, импульсный двухчастотный генератор, размещенный вблизи антенн, и блок 10 регистрации и представления данных (РПД), который установлен в рубочном помещении и связан с аппаратурой 8 обработки информации.The ultrasonic sensing device 9 is designed to search and detect layers with abnormal sound-scattering characteristics caused by the presence of mud lenses and other mechanical and biological inclusions. The equipment is implemented on the basis of a commercially available fish-finding fishfinder "Sargan-EM" [A. Tekunov Search instruments and systems. - L .: Shipbuilding. - 1989] and contains low-frequency and high-frequency antennas located on the bottom of the vessel 1, a pulsed two-frequency generator located near the antennas, and a data recording and presentation unit (RPD) 10, which is installed in the logging room and connected to information processing equipment 8.

Устройство 11 контроля воды на загрязненность нефтепродуктами является автономным прибором и осуществляет обнаружение нефтяных пленок на поверхности воды, измерение толщины пленки и типа нефтепродукта. В качестве варианта аппаратуры, реализующей указанные задачи, может быть использован дистанционный спектрофлюориметр по авт.свид. СССР N 1112943, использующий принцип облучения приповерхностного слоя воды лазерным локатором ультрафиолетового диапазона и последующего компьютерного анализа интенсивности и времени затухания лазерно-индуцированной флюоресценции нефтепродуктов [Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. - М.: Мир. - 1987]. Прибор состоит из лазерного излучателя, приемо-передающего объектива (оптической головки), полихроматора, фотоприемного блока и микропроцессорного блока. Оптическая головка 12 устройства 11 установлена на выносной консоли 13, размещенной на палубе в носовой оконечности судна (см. фиг. 2). Остальные блоки установлены в рубочном помещении. Оптические блоки соединены волоконно-оптичесхими линиями связи.The device 11 for monitoring water pollution by oil products is a stand-alone device and detects oil films on the surface of the water, measures the film thickness and type of oil product. As a variant of equipment that implements these tasks, a remote spectrofluorimeter according to autosvid can be used. USSR N 1112943, using the principle of irradiation of the surface water layer with a laser radar of the ultraviolet range and subsequent computer analysis of the intensity and decay time of laser-induced fluorescence of oil products [Mezheris R. Laser remote sensing. - M .: World. - 1987]. The device consists of a laser emitter, a transceiver lens (optical head), a polychromator, a photodetector unit and a microprocessor unit. The optical head 12 of the device 11 is mounted on a remote console 13 located on the deck in the bow of the vessel (see Fig. 2). The remaining blocks are installed in the cutting room. Optical blocks are connected by fiber-optic communication lines.

Используемые на судне пробоотборники грунта представлены пробоотборником 14 для отбора поверхностных проб донного грунта и трубкой 15 грунтовой для отбора колонковых проб донных отложений глубиной до 1 м. В качестве пробоотборника 14 используется, например, дночерпатель АПГ-0,16 грейферного типа, состоящий из укрепленных на раме двух ковшей с рычажным приводом от пневмогидростатического цилиндра. Примером трубки 15 грунтовой может служить прямоточный гравитационный пробоотборник ТГ-1/80 [Техника и технология морских геологоразведочных и горнодобывающих работ / Сб. научных трудов // Мингео СССР. - ПТО "Севморгеология" - Л., 1984], состоящий из керноприемной трубы, груза-стабилизатора, свободной петли и груза-разведчика. Спуско-подъемное оборудование пробоотборников 14, 15 установлено на палубе надстройки, используется поочередно для взятия поверхностных или глубинных проб и состоит из гидравлической барабанной лебедки 64 (с тяговым усилием 100-1000 кГс, скоростями подъема 0,2-2,0 м/с и спуска 1-5 м/с) и кран-балки 65 грузоподъемностью 1000 кГс с вылетом 2,5 м. Канатная оснастка включает блок, коуш, вертлюг, скобы.The soil samplers used on the vessel are represented by a sampler 14 for sampling surface samples of bottom soil and a soil pipe 15 for sampling core samples of bottom sediments up to 1 m deep. For example, sampler 14 uses, for example, a grab type APG-0.16 grab, consisting of grab type reinforced on a frame of two buckets with a lever drive from a pneumohydrostatic cylinder. An example of a ground pipe 15 can be a direct-flow gravity sampler TG-1/80 [Technique and technology for offshore exploration and mining / Sat. scientific works // Mingeo of the USSR. - PTO "Sevmorgeologiya" - L., 1984], consisting of a core receiver pipe, stabilizer cargo, free loop and reconnaissance cargo. The sampling and launching equipment 14, 15 is installed on the superstructure deck, is used alternately to take surface or deep samples and consists of a 64 hydraulic drum winch (with a pulling force of 100-1000 kG, lifting speeds of 0.2-2.0 m / s and descent 1-5 m / s) and a crane beam 65 with a lifting capacity of 1000 kgf with a reach of 2.5 m. The rope equipment includes a block, a thimble, a swivel, and staples.

На беспилотном летательном аппарате установлен тепловизор 54, приемник 56 GPS-сигналов и приемник 57 сложных ФМН сигналов, причем к выходу тепловизора 54 последовательно подключены формирователь 58 моделирующего кода, второй вход которого соединен с выходом приемника 56 GPS-сигналов с приемной антенной 55, фазовый манипулятор 60, второй вход которого соединен с выходом генератора 59 высокочастотных колебаний, усилитель мощности 61 и передающая антенна 62.A thermal imager 54, a receiver 56 for GPS signals and a receiver 57 for complex PSK signals are installed on the unmanned aerial vehicle, and a simulator 58, the second input of which is connected to the output of the receiver 56 GPS signals with a receiving antenna 55, a phase manipulator, are connected to the output of the thermal imager 54 60, the second input of which is connected to the output of the generator 59 high-frequency oscillations, a power amplifier 61 and a transmitting antenna 62.

Приемник 66 сложных ФМН сигналов содержит последовательно включенную приемную антенну 67, усилитель 68 высокой частоты, первый переключатель 70, второй вход которого соединен с выходом фильтра 73 низких частот, узкополосный фильтр 72, второй переключатель 71, второй вход которого соединен с выходом усилителя 68 высокой частоты, фильтр 73 нижних частот и компьютер 74.The receiver 66 of complex PSK signals contains a series-connected receiving antenna 67, a high-frequency amplifier 68, a first switch 70, the second input of which is connected to the output of a low-pass filter 73, a narrow-band filter 72, and a second switch 71, the second input of which is connected to the output of a high-frequency amplifier 68 , low pass filter 73 and computer 74.

Переключатели 70 и 71, узкополосный фильтр 72 и фильтр 73 нижних частот образуют демодулятор 69 сложных ФМН сигналов.The switches 70 and 71, the narrow-band filter 72 and the low-pass filter 73 form a demodulator 69 of complex PSK signals.

Мобильный судовой комплекс для экологического контроля водной среды работает следующим образомMobile ship complex for environmental control of the aquatic environment operates as follows

При подготовке к рейсу производят промывку гидромагистрали 6. Устанавливают по-походному исследовательское оборудование судна. При этом ТПА 3 размещен в контейнере 30 и находится в кладовой ТПА, расположенной на нижней палубе судна 1. Кабель связи 28 намотан на вьюшку 29. Трос со шлангом устройства 4 для забора воды из придонного слоя выбраны, лебедка 34 застопорена, штуцер 32 водозабора с якорь-грузом 33 укреплены на кран-балке 35. Буксирно-кабельная система 18 подводного буксира 2 размещена на лебедке 22. Углубитель 16 установлен на площадке 24 рядом с лебедкой 22. Поворотная секция 39 направляющей спуско-подъемного устройства каретки 37 с погружаемым блоком 36 устройства 5 контроля параметров приповерхностного слоя воды развернута вдоль палубы, опрокинута на упор 42 и зафиксирована талрепом 43. Каретка 37 сдвинута к левому краю поворотной секции 39 направляющей и удерживается тросом лебедки 52. Кабель измерительных датчиков 44, 45 и шланг устройства 46 водозабора смотаны на вьюшку 49.In preparation for the voyage, flush the hydraulic line 6. Install the vessel’s research equipment in the field. In this case, the TPA 3 is located in the container 30 and is located in the pantry of the TPA located on the lower deck of the vessel 1. The communication cable 28 is wound on the view 29. The cable with the hose of the device 4 for taking water from the bottom layer is selected, the winch 34 is locked, the intake port 32 with anchor weight 33 mounted on the crane beam 35. The towing and cable system 18 of the underwater tug 2 is located on the winch 22. The recess 16 is installed on the platform 24 next to the winch 22. The swivel section 39 of the guide of the hoisting device of the carriage 37 with the immersion unit 36 of the device 5 controls of the parameters of the surface water layer is deployed along the deck, tilted to a stop 42 and secured with a turnbuckle 43. The carriage 37 is moved to the left edge of the guide section 39 and is held by the winch cable 52. The cable of the measuring sensors 44, 45 and the hose of the water intake device 46 are wound onto the view 49.

После отхода судна 1 от пирса включают устройство 9 ультразвукового зондирования и производят регистрацию и обработку отраженных от дна обследуемой акватории эхо-сигналов. Разворачивают вперед по ходу судна выносную консоль 13 с оптической головкой 12 устройства 11 контроля воды на загрязненность нефтепродуктами. Включают лазерный локатор и производят лоцирование невозмущенной движением судна водной поверхности в радиусе 1-1,5 км. При обнаружении разлива нефти производят оценку толщины пленки и объема разлива, а также идентификацию типа нефтепродуктов.After the vessel 1 departs from the pier, the ultrasonic sensing device 9 is turned on and echo signals reflected from the bottom of the surveyed water are recorded and processed. The forward console 13 with the optical head 12 of the device 11 for monitoring water pollution by oil products is deployed forward along the vessel. The laser locator is turned on and the surface of the vessel is undisturbed by the movement of the vessel within a radius of 1-1.5 km. If an oil spill is detected, an assessment is made of the film thickness and the volume of the spill, as well as the identification of the type of oil products.

При подходе к району патрулирования производят постановку подводного буксира 2. для этого приводят в действие механизм лебедки 22, освобождая буксирно-кабельную систему 18. Углубитель 16 сползает с площадки 24 на слип 23 и под воздействием силы тяжести через шахту-клюз 25 вываливается за борт судна. Путем вращения лебедки 22 увеличивают длину буксирно-кабельной системы 18 до тех пор, пока углубитель 16 при заданной скорости движения судна не достигнет заданного горизонта движения под поверхностью воды, после чего лебедка 22 застопоривается, вытравленная часть буксирно-кабельной системы 18 фиксируется и далее остается постоянной. При погружении углубителя 16 сомкнутые секции боковых стабилизаторов 17 раскрываются, за счет чего при буксировке подводного буксира 2 поддерживается горизонтальное положение измерительных датчиков 20 ГФП и флюориметров 21, размещенных на раме углубителя 16.When approaching the patrol area, an underwater tug 2 is set up. For this, the winch mechanism 22 is activated, releasing the towing and cable system 18. The deepener 16 slides from the platform 24 onto slip 23 and falls out overboard the vessel under the influence of gravity 25 . By rotating the winch 22, the length of the towing and cable system 18 is increased until the recess 16 at a given speed of the vessel reaches a predetermined horizon of movement below the surface of the water, after which the winch 22 is locked, the etched part of the towing and cable system 18 is fixed and then remains constant . When immersing the deepener 16, the closed sections of the lateral stabilizers 17 are opened, due to which, when towing the underwater tug 2, the horizontal position of the HFP measuring sensors 20 and fluorimeters 21, located on the frame of the deepener 16, is maintained.

Устанавливают в рабочее положение устройство 5 контроля параметров приповерхностного слоя воды. Для этого освобождают крепление талрепа 43, поднимают вверх и разворачивают в вертикальной плоскости направо поворотную секцию 39 направляющей, одновременно плавно стравливая с вьюшки 49 кабель со шлангом, а с лебедки 52 - трос, и не допуская движения каретки 37 с погружаемым блоком 36. После того, как поворотная секция 39 направляющей сомкнется с ее неподвижной секцией 38, вправляют кабель и шланг в фигурные полости 47 неподвижной направляющей 38, отпускают вьюшку 49 и лебедку 52. Под действием силы тяжести каретка 37 с погружаемым блоком 36 начинает скользить по продольному пазу 40 направляющей вдоль форштевня судна до погружения в воду. В рабочем положении глубина погружения блока 36 с измерительными датчиками составляет 1,5-2,0 м.The device 5 for controlling the parameters of the surface water layer is installed in the working position. To do this, release the lanyard attachment 43, lift up and rotate the guide section 39 to the right in a vertical plane, while smoothly bleeding the cable with hose from the cable view 49, and the cable from the winch 52, and preventing the carriage 37 from moving with the immersion unit 36. After that as the rotary section 39 of the guide closes with its fixed section 38, straighten the cable and hose into the figured cavities 47 of the fixed guide 38, release the view 49 and the winch 52. Under the influence of gravity, the carriage 37 with the immersed block 36 starts Slide along the longitudinal groove 40 of the guide along the stem of the vessel until immersed in water. In the working position, the immersion depth of block 36 with measuring sensors is 1.5-2.0 m.

В режиме патрулирования на судне 1 включают насос 53 и начинают непрерывное прокачивание воды от устройств 19, 46. Одновременно производят съем текущих показаний датчиков 20, 44 ГФП и флюориметров 21, 45 и их обработку в реальном масштабе времени в совокупности с выходными показаниями аппаратуры 7 гидрохимического анализа и аппаратуры 10 РПД устройства 9 ультразвукового зондирования. Обследование района акватории в режиме патрулирования производят на скорости 6-12 узлов (в зависимости от погодных условий) по заранее определенному маршруту. Результаты оценки загрязнения наносят на карту.In patrol mode on vessel 1, turn on pump 53 and begin to continuously pump water from devices 19, 46. At the same time, the current readings of HFP sensors 20, 44 and fluorimeters 21, 45 are taken and processed in real time in conjunction with the output readings of hydrochemical equipment 7 analysis and equipment 10 RPD device 9 of ultrasonic sensing. Inspection of the water area in the patrol mode is carried out at a speed of 6-12 knots (depending on weather conditions) along a predetermined route. Pollution assessment results are mapped.

При обнаружении зон повышенного загрязнения судно используют в режиме обследования на стоянке. Устройство 5 контроля параметров приповерхностного слоя воды продолжает водозабор и измерения. Для этого стравливают трос с якорь-грузом 33 и шланг со штуцером 32 водозабора с лебедки 34. Для исследования образцов грунта осуществляют их отбор дночерпателем 14 и трубкой грунтовой 15, используя лебедку 64. При необходимости проведения осмотровых работ в придонном пространстве используют ТПА 3. Для этого разворачивают стрелу грузоподъемного устройства 27 в направлении к нижней палубе, опускают захватный крюк через откидной люк 31 в кладовую ТПА 3, крепят его к контейнеру 30 с ТПА 3, поднимают контейнер на палубу надстройки, а затем опускают в воду, одновременно стравливая кабель 28 связи с вьюшки 29. По команде с пульта 26 управления ТПА 3 выходит из контейнера 30 и далее выполняет заданную программу обследования.If areas of increased pollution are detected, the vessel is used in the survey mode in the parking lot. The device 5 for monitoring the parameters of the surface water layer continues water intake and measurements. To do this, release the cable with anchor weight 33 and the hose with the fitting 32 of the water intake from the winch 34. To study soil samples, they are sampled by a bottom grab 14 and a soil pipe 15 using a winch 64. If necessary, inspection work is carried out in the bottom space using a TPA 3. For this, the boom of the lifting device 27 is turned towards the lower deck, lower the grappling hook through the hinged hatch 31 to the TPA 3 storage room, fasten it to the container 30 with TPA 3, lift the container onto the superstructure deck, and then lower it into the water While pitting cable 28 due to the reel 29. On command from the remote control 26 3 TPA out of the container 30 and then performs a predetermined inspection program.

Для контроля воды на загрязненность нефтепродуктами используется лазерный локатор и производится лоцирование невозмущенной движением судна водной поверхности в радиусе только 1-1,5 км.To control water pollution by oil products, a laser locator is used and the surface of the vessel is undisturbed by the motion of the water surface within a radius of only 1-1.5 km.

Для увеличения дальности обнаружения разливов нефти или нефтепродуктов на поверхности водной среды используется беспилотный летательный аппарат, на который устанавливают тепловизор, приемник GPS-сигналов и передатчик сложных ФМН-сигналов. Высота полета беспилотного летательного аппарата может находится в пределах от 50 м до 1000 м, тепловизор 54 осуществляет съемку в виде ряда цифровых изображений, которые поступают на первый вход формирователя 58 модулирующего кода, на второй вход которого подается цифровой код с выхода приемника 56 GPS-сигналов модулирующий код M(t), содержащий цифровое изображение тепловизора и его местоположение, с выхода формирователя 58 поступает на первый вход фазового манипулятора 60, на второй вход которого подается гармоническое напряжение с выхода генератора 59 высокочастотных колебаний.To increase the detection range of oil or oil spills on the surface of the aquatic environment, an unmanned aerial vehicle is used, on which a thermal imager, a GPS signal receiver and a transmitter of complex FMN signals are installed. The flight altitude of an unmanned aerial vehicle can be in the range from 50 m to 1000 m, the thermal imager 54 captures in the form of a series of digital images that are received at the first input of the modulator code generator 58, the second input of which is supplied with a digital code from the output of the GPS receiver 56 modulating code M (t), containing a digital image of the thermal imager and its location, from the output of the shaper 58 is fed to the first input of the phase manipulator 60, the second input of which is supplied with harmonic voltage from the output of the generator torus 59 of high frequency oscillations.

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
ωс, ϕс, Тс - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебанияWhere
Figure 00000002
ω s , ϕ s , T s - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of high-frequency oscillations

На выходе фазового манипулятора 60 формируется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМН)At the output of the phase manipulator 60, a complex signal with phase shift keying (PSK) is formed

Figure 00000003
Figure 00000003

где ϕk(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем ϕ k(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, N),where ϕ k (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modulating code M (t), and ϕ k (t) = const for kτ e <t <(k + 1) τ e and can change abruptly at t = kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ..., N),

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tc(Tc=Nτэ),τ e , N is the duration and number of chips that make up the signal of duration T c (T c = Nτ e ),

который после усиления в усилителе 61 мощности поступает в передающую антенну 62, излучается в эфир, улавливается приемной антенной 67 и через усилитель 68 высокой частоты поступает на первые входы перемножителей 70 и 71. На второй вход перемножителя 71 подается опорное напряжение с выхода узкополосного фильтра 72.which, after amplification in the power amplifier 61, enters the transmitting antenna 62, is broadcast, captured by the receiving antenna 67, and through the high-frequency amplifier 68 is supplied to the first inputs of the multipliers 70 and 71. The reference voltage from the output of the narrow-band filter 72 is supplied to the second input of the multiplier 71.

Figure 00000004
Figure 00000004

На выходе перемножителя 71 образуется низкочастотное напряжениеAt the output of the multiplier 71, a low-frequency voltage is formed

Figure 00000005
Figure 00000005

где

Figure 00000006
Where
Figure 00000006

пропорциональное модулирующему коду M(t),proportional to the modulating code M (t),

которое поступает на вход компьютера 74 и на второй вход перемножителя 70.which goes to the input of the computer 74 and to the second input of the multiplier 70.

На выходе последнего формируется опорное напряжениеAt the output of the latter, a reference voltage is formed

Figure 00000007
Figure 00000007

где

Figure 00000008
Where
Figure 00000008

которое выделяется узкополосным фильтром 72 и подается на второй вход перемножителя 71.which is allocated by the narrow-band filter 72 and fed to the second input of the multiplier 71.

В компьютере 74 оцениваются параметры разлива нефти или нефтепродуктов, его площадь, скорость и направление распространения с использованием программно-математической обработки.Computer 74 evaluates the parameters of the spill of oil or oil products, its area, speed, and direction of propagation using mathematical software.

На основании данной информации принимается решение о подходе судна к месту разлива нефти или нефтепродуктов на поверхности водной среды, где осуществляется ее сбор и последующая утилизация.Based on this information, a decision is made on the vessel’s approach to the place of oil or oil products spill on the surface of the aquatic environment, where it is collected and subsequently disposed of.

Состав исследовательского оборудования судна позволяет производить комплексное обследование акватории и обнаружение загрязнения по всем нормируемым группам токсикантов. Использование аппаратуры, основанной на различных физических принципах, и дублирование при измерении ряда параметров повышают достоверность контроля и оценки экологического состояния среды. Объединение посредством общей системы водозабора и централизованной системы обработки информации отдельных измерительных подсистем, включающих забортное, палубное оборудование и рубочную аппаратуру, позволяет производить оперативную оценку качественного состава как глубинных, так и приповерхностных слоев воды.The composition of the research equipment of the vessel allows a comprehensive survey of the water area and the detection of contamination for all standardized groups of toxicants. The use of equipment based on various physical principles, and duplication in the measurement of a number of parameters increase the reliability of monitoring and assessing the ecological state of the environment. Combining, using a common water intake system and a centralized information processing system, individual measuring subsystems, including outboard, deck equipment, and cutting equipment, allows an operational assessment of the qualitative composition of both deep and near-surface water layers.

Таким образом, предполагаемый комплекс по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает увеличение дальности обнаружения разливов нефти или нефтепродуктов на поверхности водной среды. Это достигается путем использования беспилотного летательного аппарата, на котором установлены тепловизор, приемник GPS-сигналов и передатчик сложных сигналов с фазовой манипуляцией. Указанный передатчик позволяет передавать по радиоканалам цифровое изображение тепловизора и его местоположение в режиме реального времени на мобильный судовой комплекс сложными сигналами с фазовой манипуляцией, где установлен приемник данных сигнала.Thus, the proposed complex in comparison with the prototype and other technical solutions for a similar purpose provides an increase in the detection range of oil spills or oil products on the surface of the aquatic environment. This is achieved by using an unmanned aerial vehicle, on which a thermal imager, a GPS-signal receiver and a complex-signal transmitter with phase shift keying are installed. The specified transmitter allows you to transmit over the air the digital image of the thermal imager and its location in real time to the mobile ship complex with complex signals with phase shift keying, where the signal data receiver is installed.

Сложные ФМН-сигналы обладают высокой помехоустойчивостью, энергетической и структурной скрытностью.Complex FMN signals have high noise immunity, energy and structural secrecy.

Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМН-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМН-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time and spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex PSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex FMN signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point of this region the signal power is less than the power of noise and interference.

Структурная скрытность сложных ФМН-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМН сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of complex FMN signals is caused by a wide variety of their forms and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimally or at least quasi-optimally process complex FMN signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.

Сложные ФМН сигналы позволяют применять современный вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется уникальная возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.Complex FMN signals allow the use of a modern type of selection - structural selection. This means that there is a unique opportunity to separate signals operating in the same frequency band and at the same time intervals.

Следует также отметить, что демодулятор сложных ФМН сигналов отличается новизной, оригинальностью и лишен явления «обратной работы», присущей известным демодуляторам сложных ФМН сигналов (схемы Писколькорса А.А., Сифорова В.И., Костаса Д.Ф., Травина Г.А.)It should also be noted that the demodulator of complex FMN signals is new, original and devoid of the phenomenon of “reverse work” inherent in the well-known demodulators of complex FMN signals (Piskolkors A.A., Siforov V.I., Kostas D.F., Travina G. A.)

Claims (1)

Мобильный судовой комплекс для экологического контроля водной среды, оснащенный подводным буксиром с размещенными на нем измерительными датчиками параметров воды, средствами для забора воды и грунта, телеуправляемым подводным аппаратом, устройством для ультразвукового зондирования, аппаратурой для обработки информации и анализа воды, устройством контроля параметров приповерхностного слоя воды, погружаемый блок которого снабжен измерительными датчиками и устройством водозабора и закреплен на каретке, которая установлена с возможностью перемещения по направляющей, состоящей из неподвижной секции, укрепленной на форштевне судна, и поворотной секции, которая в рабочем положении состыкована с неподвижной секцией, продолжая вверх линию форштевня судна, и имеет средства для разворота в вертикальной плоскости до упора, размещенного на палубе, и устройством контроля поверхности воды на загрязненность нефтепродуктами, оптический блок которого установлен на выносной консоли в носовой оконечности судна, отличающийся тем, что он снабжен беспилотным летательным аппаратом, тепловизором, приемником GPS-сигналов, передатчиком и приемником сложных сигналов с фазовой манипуляцией, причем тепловизор, приемник GPS-сигналов и передатчик сложных сигналов с фазовой манипуляцией установлены на беспилотном летательном аппарате, передатчик сложных сигналов с фазовой манипуляцией содержит последовательно подключенные к выходу тепловизора формирователь модулирующего кода, второй вход которого соединен с выходом приемника GPS-сигналов, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора высокочастотных колебаний, усилитель мощности и передающую антенну, приемник сложных сигналов с фазовой манипуляцией установлен на мобильном судовом комплексе и содержит последовательно включенные приемную антенну, усилитель высокой частоты, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосный фильтр, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, фильтр нижних частот и компьютер, с возможностью обнаружения и определения местоположения разливов нефти или нефтепродуктов на поверхности водной среды, передачи их по радиоканалу с использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией в режиме реального времени на мобильный судовой комплекс, где оцениваются параметры разлива нефти или нефтепродуктов, его площадь, скорость и направление распространения с использованием программно-математической обработки, на основании данной информации осуществляется приближение мобильного судового комплекса к месту разлива нефти или нефтепродуктов на поверхности водной среды, сбор и ее последующая утилизация.A mobile ship complex for ecological monitoring of the aquatic environment, equipped with an underwater tug with measuring sensors for water parameters placed on it, means for taking water and soil, a remote-controlled underwater apparatus, an ultrasonic sensing device, equipment for processing information and water analysis, a device for monitoring the parameters of the surface layer water, the immersion unit of which is equipped with measuring sensors and a water intake device and is mounted on a carriage, which is installed with possible a movement along a guide consisting of a fixed section mounted on the ship’s stem and a rotary section which is in working position docked with the fixed section, continuing the ship’s stem line upward and has means for turning in the vertical plane to the stop placed on the deck, and a device for monitoring the surface of the water for contamination of oil products, the optical unit of which is mounted on a remote console in the bow of the vessel, characterized in that it is equipped with an unmanned aerial vehicle, a thermal imager, a GPS signal receiver, a transmitter and receiver of complex signals with phase shift keying, and a thermal imager, a GPS signal receiver and a transmitter of complex signal shift keying are mounted on an unmanned aerial vehicle, a complex signal transmitter with phase shift keying contains a modulating driver sequentially connected to the output of the thermal imager code, the second input of which is connected to the output of the GPS signal receiver, a phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the high-frequency generator oscillations, a power amplifier and a transmitting antenna, a complex phase-shift signal receiver installed on a mobile ship complex and contains a receiving antenna in series, a high-frequency amplifier, a first multiplier, the second input of which is connected to the output of a low-pass filter, a narrow-band filter, a second multiplier, the second input of which is connected to the output of the high-frequency amplifier, a low-pass filter and a computer, with the ability to detect and determine the location of oil spills or products on the surface of the aquatic environment, transmitting them over the air using complex signals with phase-shift keying in real time to a mobile ship complex, where the parameters of the spill of oil or oil products are estimated, its area, speed and direction of distribution using mathematical programming, based of this information, the mobile ship complex is approached to the place of oil or oil products spill on the surface of the aquatic environment, collection and its subsequent disposal nation.
RU2017137197A 2017-10-23 2017-10-23 Mobile shipborne system for environmental monitoring of aquatic environment RU2709216C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017137197A RU2709216C2 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Mobile shipborne system for environmental monitoring of aquatic environment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017137197A RU2709216C2 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Mobile shipborne system for environmental monitoring of aquatic environment

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017137197A RU2017137197A (en) 2019-04-23
RU2017137197A3 RU2017137197A3 (en) 2019-06-24
RU2709216C2 true RU2709216C2 (en) 2019-12-17

Family

ID=66314327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017137197A RU2709216C2 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Mobile shipborne system for environmental monitoring of aquatic environment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2709216C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111516808B (en) * 2020-05-07 2021-04-06 中国水利水电科学研究院 Environment monitoring river patrol robot system and method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797U1 (en) * 1995-02-07 1996-09-16 Акционерное общество закрытого типа "Ассоциация предприятий морского приборостроения" SHIP FOR ECOLOGICAL CONTROL OF AQUATIC ENVIRONMENT
RU2971U1 (en) * 1995-10-02 1996-10-16 Акционерное общество закрытого типа "Ассоциация предприятий морского приборостроения" SHIP COMPLEX FOR CONTROL OF ECOLOGICAL STATE OF AQUATORIA
RU7392U1 (en) * 1997-10-27 1998-08-16 Закрытое акционерное общество "Ассоциация предприятий морского приборостроения" PATROL ENVIRONMENTAL SHIP OF CATAMARAN TYPE PROJECT 23107E1
RU8677U1 (en) * 1998-04-02 1998-12-16 Закрытое акционерное общество "Ассоциация предприятий морского приборостроения" SHIP FOR ECOLOGICAL CONTROL OF AQUATIC ENVIRONMENT
RU31557U1 (en) * 2003-04-16 2003-08-20 Закрытое акционерное общество "Гранит-7" Marine patrol vessel for environmental monitoring of territorial waters, the continental shelf and the exclusive economic zone
US20090189074A1 (en) * 2008-01-29 2009-07-30 Eic Laboratories Detection of heavy oil using fluorescence polarization
CN204310017U (en) * 2014-11-04 2015-05-06 武汉光谷北斗地球空间信息产业股份有限公司 A kind of monitoring water environment ship
RU2622721C1 (en) * 2016-02-25 2017-06-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (ФГБОУ ВО СПГУ) Method for oil or oil products spill detection on water surface

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797U1 (en) * 1995-02-07 1996-09-16 Акционерное общество закрытого типа "Ассоциация предприятий морского приборостроения" SHIP FOR ECOLOGICAL CONTROL OF AQUATIC ENVIRONMENT
RU2971U1 (en) * 1995-10-02 1996-10-16 Акционерное общество закрытого типа "Ассоциация предприятий морского приборостроения" SHIP COMPLEX FOR CONTROL OF ECOLOGICAL STATE OF AQUATORIA
RU7392U1 (en) * 1997-10-27 1998-08-16 Закрытое акционерное общество "Ассоциация предприятий морского приборостроения" PATROL ENVIRONMENTAL SHIP OF CATAMARAN TYPE PROJECT 23107E1
RU8677U1 (en) * 1998-04-02 1998-12-16 Закрытое акционерное общество "Ассоциация предприятий морского приборостроения" SHIP FOR ECOLOGICAL CONTROL OF AQUATIC ENVIRONMENT
RU31557U1 (en) * 2003-04-16 2003-08-20 Закрытое акционерное общество "Гранит-7" Marine patrol vessel for environmental monitoring of territorial waters, the continental shelf and the exclusive economic zone
US20090189074A1 (en) * 2008-01-29 2009-07-30 Eic Laboratories Detection of heavy oil using fluorescence polarization
CN204310017U (en) * 2014-11-04 2015-05-06 武汉光谷北斗地球空间信息产业股份有限公司 A kind of monitoring water environment ship
RU2622721C1 (en) * 2016-02-25 2017-06-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (ФГБОУ ВО СПГУ) Method for oil or oil products spill detection on water surface

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017137197A (en) 2019-04-23
RU2017137197A3 (en) 2019-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Purser et al. Ocean Floor Observation and Bathymetry System (OFOBS): a new towed camera/sonar system for deep-sea habitat surveys
CN109460061B (en) Parallel operation method for autonomous underwater robot and geological sampling equipment
KR101469611B1 (en) Water transportation type multiful apparatus for collecting sediment and sampling water using unmanned surface vehicle
US9719978B2 (en) Detecting oil under ice
US9875421B2 (en) Method, apparatus and system for detecting the thickness of a substance on a body of water
RU2709216C2 (en) Mobile shipborne system for environmental monitoring of aquatic environment
Hayashi et al. Customizing an Autonomous Underwater Vehicle and developing a launch and recovery system
RU8677U1 (en) SHIP FOR ECOLOGICAL CONTROL OF AQUATIC ENVIRONMENT
Wang et al. Unmanned surface vessel for monitoring and recovering of spilled oil on water
JP2020055476A (en) Lifting and recovering method of plurality of underwater vehicles and lifting and recovering system for plurality of underwater vehicles
RU31557U1 (en) Marine patrol vessel for environmental monitoring of territorial waters, the continental shelf and the exclusive economic zone
Campbell et al. CCGS Hudson Expedition 2018-041: high-resolution investigation of deep-water seabed seeps and landslides along the Scotian Slope, offshore Nova Scotia, May 26–June 15, 2018
RU2797U1 (en) SHIP FOR ECOLOGICAL CONTROL OF AQUATIC ENVIRONMENT
RU7392U1 (en) PATROL ENVIRONMENTAL SHIP OF CATAMARAN TYPE PROJECT 23107E1
Schultz et al. Integrated methods for marine munitions site characterization: Technical approaches and recent site investigations
Agarwala Technological trends for ocean research vessels
Christiansen Deep‐Sea Zooplankton Sampling
CN115899587B (en) System and method for detecting and co-locating in submarine oil and gas pipeline
RU2809879C1 (en) Method of transporting ice formation
RU2971U1 (en) SHIP COMPLEX FOR CONTROL OF ECOLOGICAL STATE OF AQUATORIA
Konoplin et al. A ROV-Based Technology for Integrated Study of Deep-Sea Ecosystems
DeFilippo et al. The Remote Explorer IV: an autonomous vessel for oceanographic research
JPS5926913B2 (en) Stability control method for ocean research vessel and position detection device for stability control
Zhang et al. Deep-sea search and recovery: with and without operating an underwater vehicle
Astley et al. The Deep-Sea Tortugas Shipwreck, Florida: Technology

Legal Events

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

Effective date: 20191024

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210413