WO2022124931A1 - Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности - Google Patents

Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности Download PDF

Info

Publication number
WO2022124931A1
WO2022124931A1 PCT/RU2021/000478 RU2021000478W WO2022124931A1 WO 2022124931 A1 WO2022124931 A1 WO 2022124931A1 RU 2021000478 W RU2021000478 W RU 2021000478W WO 2022124931 A1 WO2022124931 A1 WO 2022124931A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water surface
radar
ship
vessel
area
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000478
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Михаил Анатольевич БОРОДИН
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ")
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ")
Publication of WO2022124931A1 publication Critical patent/WO2022124931A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
    • G01S7/412—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity based on a comparison between measured values and known or stored values
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/204—Keeping clear the surface of open water from oil spills
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30—Assessment of water resources

Definitions

  • the present invention relates to the field of radar and can be used to monitor the water surface of water areas in order to detect films of oil products.
  • One of the main tasks of environmental monitoring of the sea surface is the task of detecting oil spills.
  • Minimization of the search time for oil spills on the water surface allows to reduce the damage caused to the environment, since over time, due to the spreading process, the size of oil slicks increases, and hence the contaminated surface.
  • a known method for detecting oil films on the water surface which includes installing an additional passive radar reflector (PRLO) in the area of the surveyed water area with the possibility of re-reflecting the radio pulses arriving at it from the radar and the sea surface towards the radar , irradiation of the studied area of the water surface with horizontally polarized radio pulses, reception and registration of reflected echo signals, accumulation of the amplitudes of the received echo signals and their conversion into the values of the specific effective scattering area (ESR) for the spatial resolution element containing an additional PRLO, filtering the values of the specific RCS to take into account distortions, comparison with the threshold value of the specific RCS value for the spatial resolution element containing PRLO for detecting oil films on the water surface.
  • PRLO passive radar reflector
  • a significant disadvantage of this analogue method is a small area for detecting oil films on the water surface, determined by the distance from the radar to the PRLO and the state of the sea surface, while the location of the radar is fixed (rigidly fixed drilling platform or the earth's surface), and the PRLO is kept at a given point on the water surface. surface with an anchor device.
  • This analogous method allows detecting oil films only in port waters or in the place of oil production on the high seas, excluding the possibility of moving the radar and PRLO in space.
  • the closest analogue in technical essence to the proposed method is a method for detecting oil films on the water surface using radar (Patent US, No. 4933678, G01S 13/00, 1990).
  • the water surface is surveyed when the first vessel is moving with the help of an all-round radar, while sequentially irradiating the surveyed area of the water surface with horizontally polarized radio pulses, receiving and registering reflected echo signals, recalculating the amplitudes of the reflected echo signals into a specific effective scattering area for each spatial element of resolution, the values of the specific effective scattering area are filtered to take into account distortions, a comparison is made with the threshold value of the specific effective scattering area for detecting oil films on the water surface.
  • a significant disadvantage of this prototype method is the low performance of the search for oil films on the water surface, due to the small size of the detection zone.
  • the detection zone of the all-round radar is a circle, the radius of which is determined by the detection range of oil products on the water surface.
  • the objective of the invention is to develop a method for detecting oil slicks on the water surface by radar, providing greater performance in the search for oil products compared to known methods.
  • the technical result consists in increasing the detection range of oil films on the water surface while providing the possibility of simultaneous movement in space of the radar and the passive radar reflector.
  • a passive radar reflector is installed on the second vessel before the survey of the water surface with the possibility of re-reflecting the radio pulses arriving at it to the side well, the radar located on the first ship, receive from the wind speed sensor the value of the near-surface wind speed in the surveyed area, calculate the standard deviation of the ordinates of the water surface in the surveyed area, calculate the value of the coherent component of the
  • the use of the PRLO installed on the second ship makes it possible to increase the detection range of oil films on the water surface using radar, and the use of the second ship allows the PRLO to be moved in space, and with it the detection zone, which increases the search performance.
  • the implementation of this method is illustrated by the figure.
  • the figure shows the geometry of the task of surveying the water surface using a radar 3 of the all-round survey installed on the first vessel 1, PRLO 4 is located on the second vessel 2.
  • the proposed method is implemented as follows: on the first ship 1, a radar 3 of all-round coverage is placed (see figure), on the second ship 2, before the survey of the water surface, a PRLO 4 is installed with the possibility of re-reflecting the radio pulses arriving at it towards the radar located on the first ship.
  • PRLO 4 is installed on a rod rigidly fixed 5 on the deck of the second vessel 2, at a height relative to the deck of at least 3 m.
  • the value of the near-surface wind speed in the surveyed area is obtained from the wind speed sensor installed on the first vessel 1.
  • the value of the surface wind speed is recalculated into the wind speed at a height of 19.5 m from the water surface: ⁇ - 19 - 5 - 1, (1) L 0.0000684/ and + 0.00428m - 0.000443 J where and is the surface wind speed.
  • the range of values of the distance R from the radar to the PRLO is set, equal to from 1.5 km to 15 km with a discreteness of 1 m. This range determines the boundaries of the values of the detection range of oil films on the water surface. Calculate the slip angle:
  • H is the height of the PRLO installation above the water surface; k ⁇ u003d 2m / ) - wave number; d - the value of the RCS of the PRLO in free space.
  • the ship distance R 2 between the first ship and the second ship is determined as the distance from the radar 3 to the PRLO 4, at which the RPR of the PRLO 4 will be maximum:
  • the ship's distance R 2 between the first ship and the second ship is the detection range of oil films on the water surface when using PRLO.
  • the first ship and the second ship are moving in parallel courses at ship's distance from each other with the same speed.
  • the second vessel can move both from the port side and from the starboard side of the first vessel.
  • Radar irradiation of the surveyed area of the water surface is carried out with radio pulses with horizontal polarization. They receive and register reflected echo signals, accumulate the amplitudes of the received echo signals and convert them into values specific RCS for each element of spatial resolution according to the formula where r is the distance from the radar to the sea surface area; G is the radar antenna gain; ⁇ g - power of the received echo signals; P t is the power of the emitted signal;
  • A is the area of the spatial resolution element.
  • the values of the specific RCS are filtered to account for distortions, the detection of oil films on the water surface is carried out by exceeding the threshold value of the specific RCS.
  • the value is used as the threshold value defined by the formula
  • the RCS value of the water surface without films of oil products is used as a threshold value.
  • the area of the surveyed water surface is: where is T? 2 - detection range of oil films on the water surface when using PR DO.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение используется для мониторинга водной поверхности акваторий с целью обнаружения нефтяных пленок. Обзор водной поверхности осуществляют радиолокатором кругового обзора при движении первого судна. Выполняют прием отраженных эхосигналов и пересчет их амплитуд для каждого пространственного элемента разрешения в удельную эффективную площадь рассеяния, которую сравнивают с пороговым значением для обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности. Дополнительно используют второе судно с установленным пассивным радиолокационным отражателем, переотражающим поступающие на него радиоимпульсы в сторону радиолокатора первого судна. При этом движение обоих судов осуществляют параллельными курсами с одинаковой скоростью, с расчетом судового расстояния между ними. На первом судне производят накопление амплитуд принятых радиолокатором эхосигналов и их пересчет в значения удельной эффективной площади рассеяния для элемента пространственного разрешения, содержащего пассивный радиолокационный отражатель. В способе достигается повышение дальности обнаружения пленок нефти на водной поверхности при одновременном перемещении в пространстве радиолокатора и пассивного радиолокационного отражателя.

Description

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕФТЯНЫХ ПЛЕНОК НА ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Настоящее изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для мониторинга водной поверхности акваторий с целью обнаружения пленок нефтепродуктов.
Одной из главных задач экологического мониторинга морской поверхности является задача обнаружения разливов нефти. Минимизация времени поиска разливов нефти на водной поверхности (акватории портов и районов нефтедобычи, районы открытого моря) позволяет уменьшить ущерб, наносимый окружающей среде, поскольку с течением времени вследствие процесса растекания увеличивается размер нефтяных пятен, а значит и загрязнённой поверхности.
Известен способ (Патент РФ №2529886 от 22.05.2013) обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности, включающий в себя установку в районе обследуемой акватории дополнительного пассивного радиолокационного отражателя (ПРЛО) с возможностью переотражения, поступающих на него радиоимпульсов от радиолокатора и морской поверхности в сторону радиолокатора, облучение исследуемого участка водной поверхности радиоимпульсами с горизонтальной поляризацией, прием и регистрацию отраженных эхосигналов, накопление амплитуд принятых эхосигналов и их пересчет в значения удельной эффективной площади рассеяния (ЭПР) для элемента пространственного разрешения, содержащего дополнительный ПРЛО, фильтрацию значений удельной ЭПР для учета искажений, сравнение с пороговым значением величины удельной ЭПР для элемента пространственного разрешения, содержащего ПРЛО для обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности. Существенным недостатком данного способа-аналога является небольшая зона обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности, определяемая расстоянием от радиолокатора до ПРЛО и состоянием морской поверхности, при этом место размещения радиолокатора - фиксированное (жесткозакрепленная буровая платформа или земная поверхности), а ПРЛО удерживается в заданной точке водной поверхности якорным устройством. Указанный способ-аналог позволяет обнаруживать пленки нефти только в портовых акваториях или в месте добычи нефтепродуктов в открытом море, исключая возможность перемещения радиолокатора и ПРЛО в пространстве.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому способу является способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности с помощью радиолокатора (Patent US, № 4933678, G01S 13/00, 1990). В способе-прототипе осуществляют обзор водной поверхности при движении первого судна с помощью с помощью радиолокатора кругового обзора, при этом последовательно выполняют облучение обследуемого участка водной поверхности радиоимпульсами с горизонтальной поляризацией, выполняют прием и регистрацию отраженных эхосигналов, пересчет амплитуд отраженных эхосигналов в удельную эффективную площадь рассеяния для каждого пространственного элемента разрешения, производят фильтрацию значений удельной эффективной площади рассеяния для учета искажений, выполняют сравнение с пороговым значением величины удельной эффективной площади рассеяния для обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности.
Существенным недостатком данного способа-прототипа является малая производительность поиска нефтяных пленок на водной поверхности, обусловленная малыми размерами зоны обнаружения. Зона обнаружения радиолокатора кругового обзора представляет собой окружность, радиус которой определяется дальностью обнаружения нефтепродуктов на водной поверхности.
Задачей изобретения является разработка способа обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности радиолокатором, обеспечивающего большую производительность поиска нефтепродуктов сравнению с известными способами.
Технический результат состоит в повышении дальности обнаружения пленок нефти на водной поверхности при обеспечении возможности одновременного перемещения в пространстве радиолокатора и пассивного радиолокационного отражателя.
Для обеспечения указанного технического результата в известный способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности, в котором: осуществляют обзор водной поверхности при движении первого судна с помощью радиолокатора кругового обзора, при этом последовательно выполняют облучение обследуемого участка водной поверхности радиоимпульсами с горизонтальной поляризацией, выполняют прием и регистрацию отраженных эхосигналов, пересчет амплитуд отраженных эхосигналов в удельную эффективную площадь рассеяния для каждого пространственного элемента разрешения, производят фильтрацию значений удельной эффективной площади рассеяния для учета искажений, выполняют сравнение с пороговым значением величины удельной эффективной площади рассеяния для обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности, введены новые признаки: устанавливают на второе судно до осуществления обзора водной поверхности пассивный радиолокационный отражатель с возможностью переотражения поступающих на него радиоимпульсов в сторону радиолокатора, размещенного на первом судне, получают от датчика скорости ветра значение скорости приповерхностного ветра в обследуемой акватории, рассчитывают среднеквадратическое отклонение ординат водной повеохности в обследуемой акватории, з вычисляют значение когерентной компоненты комплексного коэффициента отражения, рассчитывают значение эффективной
90 площади рассеяния пассивного радиолокационного отражателя для водной поверхности без нефтяной пленки, выполняют расчет судового расстояния между первым судном и вторым судном, перемещают первое судно и второе судно параллельными курсами на судовом расстоянии друг от друга с одинаковой скоростью, на первом судне производят накопление амплитуд принятых радиолокатором эхосигналов и их пересчет в значения удельной эффективной площади рассеяния для элемента пространственного разрешения, содержащего пассивный радиолокационный отражатель.
Таким образом, использование ПРЛО, установленного на втором00 судне, позволяет увеличить дальность обнаружения пленок нефтепродуктов на водной поверхности с помощью радиолокатора, а использование второго судна позволяет перемещать ПРЛО в пространстве, а вместе с ним и зону обнаружения, что повышает производительность поиска. 05 Реализация данного способа поясняется фигурой. На фигуре показана геометрия задачи обзора водной поверхности с помощью радиолокатора 3 кругового обзора, установленного на первом судне 1 , ПРЛО 4 размещен на втором судне 2.
Предложенный способ реализуется следующим образом: на первом10 судне 1 размещают радиолокатор 3 кругового обзора (см. фигуру), на втором судне 2 до осуществления обзора водной поверхности устанавливают ПРЛО 4 с возможностью переотражения, поступающих на него радиоимпульсов в сторону радиолокатора, размещенного на первом судне. ПРЛО 4 устанавливают на штанге, жестко закрепленной 5 на палубе второго судна 2, на высоте относительно палубы не менее 3 м. Получают значение скорости приповерхностного ветра в обследуемой акватории от датчика скорости ветра, установленного на первом судне 1.
Пересчитывают значение скорости приповерхностного ветра в скорость ветра на высоте 19.5 м от водной поверхности: Г - 19-5 - 1 , (1)
Figure imgf000007_0001
L 0.0000684/ и + 0.00428м - 0.000443 J где и - скорость приповерхностного ветра.
Рассчитывают среднеквадратическое отклонение ординат водной поверхности в обследуемой акватории:
Figure imgf000007_0002
где U - скорость ветра на высоте 19.5 м, 0 = 0.74, а = 0.0081, g = 9.81.
Задают диапазон значений расстояния R от радиолокатора до ПРЛО, равный от 1.5 км до 15 км с дискретностью 1 м. Такой диапазон определяет границы значений дальности обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности. Рассчитывают угол скольжения:
9I(A) =arrtg (A+^)/2?], (3) где h - высота установки антенны радиолокатора; Н - высота установки ПРЛО над водной поверхностью; R - расстояние от радиолокатора до ПРЛО.
Вычисляют когерентную компоненту комплексного коэффициента отражения для горизонтальной поляризации:
Г^(А) = ехр(/л) - ехр -8(Tcs sm0j(3?)/%)2 ,
Figure imgf000007_0003
где 0] - угол скольжения; % - длина волны излучаемых радиолокатором электромагнитных волн; i - мнимая единица.
Рассчитывают значение ЭПР для водной поверхности без нефтяной пленки для горизонтальной поляризации: C SC(R) = exp(-2z к H sinO^J?)) + Г^(7?)ехр(2/ Я зт0 ( ?)) +2F^. (/?)|
, (5) где H - высота установки ПРЛО над водной поверхностью; к = 2т / ) - волновое число; г - значение ЭПР ПРЛО в свободном пространстве.
Определяют судовое расстояние R2 между первым судном и вторым судном, как расстояние от радиолокатора 3 до ПРЛО 4, при котором ЭПР ПРЛО 4 будет максимальна:
7?2 = argmax[<TJC(7?)]. (6)
R
Обозначим максимальное значение ЭПР ПРЛО 4 в диапазоне расстояний от радиолокатора 3 до ПРЛО 4 как сгтах . Судовое расстояние R2 между первым судном и вторым судном есть дальность обнаружения пленок нефти на водной поверхности при использовании ПРЛО.
Рассчитывают пороговое значение удельной ЭПР для углового направления, содержащего ПРЛО 4:
Figure imgf000008_0001
где со - скорость света в вакууме; т - длительность радиоимпульса в излучении; Д02 - ширина диаграммы направленности антенны радиолокатора в азимутальной плоскости; R2 - судовое расстояние между первым судном и вторым судном.
Первое судно и второе судно движутся параллельными курсами на судовом расстоянии друг от друга с одинаковой скоростью. Второе судно может двигаться как с левого, так и с правого борта первого судна.
Производят облучение радиолокатором обследуемого участка водной поверхности радиоимпульсами с горизонтальной поляризацией. Выполняют прием и регистрацию отраженных эхосигналов, производят накопление амплитуд принятых эхосигналов и их пересчет в значения удельной ЭПР для каждого элемента пространственного разрешения по формуле
Figure imgf000009_0001
где г - расстояние от радиолокатора до участка морской поверхности; G - коэффициент усиления антенны радиолокатора; Рг - мощность принятых эхосигналов; Pt - мощность излученного сигнала;
А - площадь элемента пространственного разрешения.
Значение А определяют по формуле:
Figure imgf000009_0002
Далее выполняют фильтрацию значений удельной ЭПР для учета искажений, обнаружение нефтяных пленок на водной поверхности производят по превышению порогового значения величины удельной ЭПР. Для углового направления, содержащего ПРЛО 4, в качестве порогового значения используют значение
Figure imgf000009_0003
определяемое формулой
(7). Для остальных угловых направлений в качестве порогового значения используют значение ЭПР водной поверхности без пленок нефтепродуктов.
Покажем возможность достижения указанного технического результата. При прямолинейном движении с постоянной скоростью первого судна 1 на расстояние L (см. фигуру) при использовании только радиолокатора кругового обзора площадь обследуемой поверхности составляет:
Figure imgf000009_0004
где 7?] - дальность обнаружения пленок нефти на водной поверхности.
При использовании второго судна 2 с ПРЛО 4 площадь обследуемой водной поверхности составляет:
Figure imgf000009_0005
где Т?2 - дальность обнаружения пленок нефти на водной поверхности при использовании ПР ДО.
Производительность поиска определяется как площадь обследуемой поверхности в единицу времени. Оценим производительность поиска, достигаемую предлагаемым способом с помощью соответствующего коэффициента увеличения производительности поиска Ку :
Figure imgf000010_0001
где а = R2 [R - параметр, выражающий увеличение дальности обнаружения пленок нефтепродуктов на водной поверхности за счет применения ПР ДО.
Оценим значение параметра а ,и представим (8) в следующем виде:
Figure imgf000010_0002
Дальность обнаружения нефтяной пленки на морской поверхности радиолокатором кругового обзора без использования ПР ДО составляет 7?! = 1 км . При скользящих углах облучения и при = 3 см удельная ЭПР морской поверхности с нефтяной пленкой (Леонтьев В. В., Бородин М.А., Игнатьева О.А. Бистатические диаграммы рассеяния морской поверхности, покрытой мономолекулярной нефтяной пленкой // Радиотехника, 2О12.№7. С.42-43) для горизонтальной поляризации составляет -78 дБ при скорости ветра 2 м/с.
При значениях параметров т = 500 - 10~9 с, Д02
Figure imgf000010_0003
5 м, типичных для судовых радиолокаторов кругового обзора, на расстоянии г = 7?! = 103 м получим
Figure imgf000010_0004
= 0.86° , тогда из (13) значение В = 2.08 • 10- 1 7 ЭПР участка морской поверхности связана с удельной ЭПР соотношением (Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника. Том 1. Основы радиолокации. М.: Сов. радио, 1976, С.321): сг = сг0Л . (14)
Учитывая (13) и (14), дальность обнаружения нефтяной пленки на водной поверхности:
Figure imgf000011_0001
2
При использовании ПРЛО с ЭПР ст = 10 м дальность обнаружения нефтяной пленки составляет
Figure imgf000011_0002
= 2.63км, тогда значение параметра а = R2/ R] = 2.63, при этом значение коэффициента
Figure imgf000011_0003
= 1.82 по формуле (12).
В результате получаем, что производительность поиска нефтяных пленок для предлагаемого способа больше в 1.82 раза по сравнению с производительностью способа-прототипа за счет использования ПРЛО, устанавливаемого на втором судне, который перемещается в пространстве синхронно с перемещением радиолокатора, установленного на первом судне.
Использование третьего судна с ПРЛО с целью повышения производительности поиска является экономически нецелесообразным.
Таким образом, технический результат изобретения достигнут.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности, в котором: осуществляют обзор водной поверхности при движении первого судна с помощью радиолокатора кругового обзора, при этом последовательно выполняют облучение обследуемого участка водной поверхности радиоимпульсами с горизонтальной поляризацией, выполняют прием и регистрацию отраженных эхосигналов, пересчет амплитуд отраженных эхосигналов в удельную эффективную площадь рассеяния для каждого пространственного элемента разрешения, производят фильтрацию значений удельной эффективной площади рассеяния для учета искажений, выполняют сравнение с пороговым значением величины удельной эффективной площади рассеяния для обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности, отличающийся тем, что устанавливают на второе судно до осуществления обзора водной поверхности пассивный радиолокационный отражатель с возможностью переотражения поступающих на него радиоимпульсов в сторону радиолокатора, размещенного на первом судне, получают от датчика скорости ветра значение скорости приповерхностного ветра в обследуемой акватории, рассчитывают среднеквадратическое отклонение ординат водной поверхности в обследуемой акватории, вычисляют значение когерентной компоненты комплексного коэффициента отражения, рассчитывают значение эффективной площади рассеяния пассивного радиолокационного отражателя для водной поверхности без нефтяной пленки, выполняют расчет судового расстояния между первым судном и вторым судном, перемещают первое судно и второе судно параллельными курсами на судовом расстоянии друг от друга с одинаковой скоростью, на первом судне производят накопление амплитуд принятых радиолокатором эхосигналов и их пересчет в значения удельной эффективной площади рассеяния для элемента пространственного разрешения, содержащего пассивный радиолокационный отражатель.
10
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2021/000478 2020-12-07 2021-11-01 Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности WO2022124931A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140272 2020-12-07
RU2020140272A RU2751177C1 (ru) 2020-12-07 2020-12-07 Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022124931A1 true WO2022124931A1 (ru) 2022-06-16

Family

ID=76820298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000478 WO2022124931A1 (ru) 2020-12-07 2021-11-01 Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2751177C1 (ru)
WO (1) WO2022124931A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4933678A (en) * 1989-05-30 1990-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Method of detecting oil spills at sea using a shipborne navigational radar
RU2361236C2 (ru) * 2003-06-20 2009-07-10 Петер МЁЛЛЕР-ЕНСЕН Способ и устройство для обнаружения и измерения разливов нефти или нефтепродуктов
CN101957448A (zh) * 2010-09-20 2011-01-26 大连海事大学 一种海面溢油雷达监测装置及其监测方法
RU2529886C1 (ru) * 2013-05-22 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности
RU2548121C1 (ru) * 2014-12-18 2015-04-10 Морской гидрофизический институт Способ радиолокационного определения загрязнения морской поверхности нефтью или другими поверхностно-активными веществами
RU2626233C2 (ru) * 2015-11-18 2017-07-24 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) Способ различения аномалий на водной поверхности средствами многочастотной СВЧ-радиолокации

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU53445U1 (ru) * 2005-11-29 2006-05-10 Ооо "Радар" Радиолокационная система обнаружения нефтяных пятен на воде
RU2411539C1 (ru) * 2009-10-02 2011-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" Комплекс технических средств обнаружения и измерения разливов нефти или нефтепродуктов
RU2479852C1 (ru) * 2011-08-02 2013-04-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Способ дальнего определения нефтяного загрязнения морской поверхности с помощью свч-радиолокатора
WO2018041153A1 (zh) * 2016-08-31 2018-03-08 青岛欧森海事技术服务有限公司 一种同时探测船舶目标和水面溢油的雷达装置和方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4933678A (en) * 1989-05-30 1990-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Method of detecting oil spills at sea using a shipborne navigational radar
RU2361236C2 (ru) * 2003-06-20 2009-07-10 Петер МЁЛЛЕР-ЕНСЕН Способ и устройство для обнаружения и измерения разливов нефти или нефтепродуктов
CN101957448A (zh) * 2010-09-20 2011-01-26 大连海事大学 一种海面溢油雷达监测装置及其监测方法
RU2529886C1 (ru) * 2013-05-22 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности
RU2548121C1 (ru) * 2014-12-18 2015-04-10 Морской гидрофизический институт Способ радиолокационного определения загрязнения морской поверхности нефтью или другими поверхностно-активными веществами
RU2626233C2 (ru) * 2015-11-18 2017-07-24 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) Способ различения аномалий на водной поверхности средствами многочастотной СВЧ-радиолокации

Also Published As

Publication number Publication date
RU2751177C1 (ru) 2021-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Arcone et al. Short-pulse radar wavelet recovery and resolution of dielectric contrasts within englacial and basal ice of Matanuska Glacier, Alaska, USA
US4172255A (en) HF coastal current mapping radar system
US20170045613A1 (en) 360-degree electronic scan radar for collision avoidance in unmanned aerial vehicles
CN101310193B (zh) 合成孔径雷达
EP1965223A1 (en) Subsurface Imaging radar
US8059023B2 (en) Radar device for maritime surveillance
US5160932A (en) Over-the-horizon synthetic aperture radar
Jackson et al. Sonar evidence for methane ebullition in Eckernförde Bay
Arcone et al. Airborne river-ice thickness profiling with helicopter-borne UHF short-pulse radar
Feil et al. Foreign object debris detection using a 78 GHz sensor with cosec antenna
WO2022124931A1 (ru) Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности
Groenenboom et al. Data processing for a land-mine-detection-dedicated GPR
Zainuddin et al. Maritime radar: a review on techniques for small vessels detection
RU2529886C1 (ru) Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности
EA041775B1 (ru) Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности
Lyzenga et al. Ocean wave field measurements using X-band Doppler radars at low grazing angles
de Smet et al. Emerging remote sensing methods in underwater archaeology
RU2539039C1 (ru) Способ подготовки взлетно-посадочной полосы летного бассейна гидроаэродрома для выполнения взлета и приводнения гидросамолета
Thomsen et al. Air traffic control at wind farms with TERMA SCANTER 4000/5000
Heald et al. A review of underwater detection techniques and their applicability to the landmine problem
RU2817178C1 (ru) Способ определения характеристик аномалий морской поверхности, обусловленных процессами в приповерхностных слоях океана и атмосферы, по ее радиолокационным изображениям
Jonsson et al. Imaging of buried objects by low frequency SAS
RU2588105C2 (ru) Радиолокационный способ определения высоты полета летательного аппарата
RU2763947C2 (ru) Способ идентификации подводного гидродинамического источника (гди) по квазизеркальному радиолокационному изображению морской поверхности
Goncharenko et al. ATI SAR signatures of nearshore ocean breaking waves obtained from field measurements

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21903934

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21903934

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1