Исследование методики оценки радиолокационной наблюдаемости в интересах корабельных радиолокационных систем

Поэтому основной проблемой использования гидрометеорологических приборов является отсутствие средств автоматизации процессов обработки измеренных параметров, передачи данных на потребителя и взаимодействующие силы.Анализ порядка наблюдения за гидрометеорологической обстановкой на кораблях выявил следующие недостатки [6]:-отсутствует автоматизация процесса параметров окружающей среды и передачи цифровой информации на потребителей, приданные и взаимодействующие силы;-для обработки и проведения необходимых расчетов используются руководства и методики 70-80 годов; -большое время, множество различных приборов участвуют в процессе проведения измерении;- привлечение личного состава в измерении параметров и проведения необходимых расчетов; -невозможность производства замеров отдельных параметров среды на ходу корабля, в штормовых условиях и в ночное время; -невозможность оперативного применения результатов измерений для выбора режима использования средств наблюдения корабля;-невозможность применения беспилотных летательных аппаратов в интересах гидрометеорологической разведки, в связи с отсутствием радиоэлектронного оборудования для измерения и обработки гидрометеорологической информации;-неизвестны о создании приборов, обладающих малыми весовыми характеристиками, модульными и сменными конструкциями, изготовленных с применением новейших технологий и принципов действия.Для наблюдения за гидрометеорологической обстановкой используется специальное гидрометеорологическое оборудование [5]:1. На кораблях и судах ВМФ:-анемометр – для измерения скорости ветра;-батитермограф ГМ-9-111 – для измерения и регистрации температуры воды до 200 м в дрейфе и на малом ходу;-бортовая аппаратура (термозонд обрывной) – для измерения и регистрации температуры по глубине на ходу и в дрейфе-барограф недельный –для измеренияи регистрации атмосферного давления, величины и характеристики барической тенденции;-барограф суточный – для измерения и регистрации атмосферного давления, величины и характеристики барической тенденции;-гигрограф – для измерения и регистрации влажности окружающего воздуха;-диск белый стандартный – для измерения относительной прозрачности верхнего слоя моря;-корабельная метеорологическая станция (КМС) – для измерения направления и скорости ветра, давления, температуры точки росы, температуры воды;-корабельный измеритель ветра – для измерения направления и скорости ветра;-психрометр аспирационный – для измерения температуры воздуха по смоченному и сухому термометрам;-регистратор высоты облаков – для измерения и регистрации нижней границы облаков;-термограф – для измерения и регистрации температуры окружающего воздуха;-термометр для воды – для измерения температуры воды поверхностного слоя моря;- шкала цветности воды – для определения цвета воды сравнением с образцами.2. На береговых постах наблюдения:-анеморумбометр М-63М-1 – для измерения скорости и направления ветра;-анемометр ручной – для измерения скорости ветра;-барометр – анероид – для измерения атмосферного давления;-барограф метеорологический недельный – для измерения и регистрации атмосферного давления;-дистанционная метеорологическая станция М-49 – для измерения скорости ветра, температуры и влажности воздуха;- психрометр аспирационный – для измерения температуры воздуха по сухому и смоченному термометрам;-термометр для воды – для измерения температуры воды.Для расчетов прогнозов погоды как синоптическими, так и гидродинамическими методами используются данные о текущем состоянии атмосферы и различные прогностические модели. Текущее состояние атмосферы определяется на основе различных видов наблюдений, в том числе наземных, воздушных, морских и спутниковых. При этом ключевую роль играют данные радиозондирования атмосферы [4].Радиозондирование представляет наиболее точные результаты непосредственных контактных измерений термодинамических параметров атмосферы на высотах от уровня земли до 35-40 км. Эти данные содержат информацию о вертикальных профилях температуры, влажности, скорости и направлении ветра, а также о давлении воздуха на заданных уровнях. Для получения информации в атмосферу выпускаются в свободный полёт небольшие лёгкие измерительные приборы, снабжённые датчиками различных метеорологических параметров и радиопередатчиком. Такие приборы, называемые радиозондами, поднимаются до больших высот с помощью специальных латексных шаров (оболочек), наполняемых лёгким газом – водородом или гелием.Выпускаются радиозонды одновременно во всем мире дважды в день в 00.00 и 12.00 мирового времени [4].Процесс радиозондирования осуществляется с помощью информационно-измерительных систем, основанных на каком-либо способе определения пространственных координат радиозонда и включающих кроме самого радиозонда различные устройства для приёма и обработки информации.В настоящее время во многих странах мира используются спутниковые навигационные системы зондирования. На аэрологической сети Росгидромета применяются системы радиозондирования, основанные на радиолокационном принципе определения координат радиозонда. Применение радиозондов позволило создать оперативную аэрологическую сеть, а затем и принципиально новый метод трёхмерного анализа атмосферных процессов, который стал основой прогнозирования погоды и исследований в области физики атмосферы [4].Наземное оборудование аэрологических станций – аэрологический регистрационно-вычислительный комплекс, или более кратко РЛС, радиотеодолит или какая-либо навигационная система – обеспечивает сопровождение радиозонда в полёте, определение его координат (и тем самым измерение высоты самого зонда и параметров ветра), приём и регистрацию радиотелеметрических сигналов. В состав наземного оборудования входят также устройства для обработки сигналов радиозонда, подготовки и передачи потребителям аэрологического сообщения [4].В настоящее время на аэрологической сети действуют основные радиолокационные комплексы АВК-1, АВК-1М, РЛС нового поколения МАРЛ, а с 2008 г. – и РЛС Вектор-М. Новые радиолокаторы имеют небольшой, по сравнению с АВК, вес, легко монтируются на крыше любого здания, имеют низкое энергопотребление от обычной сети 220 В, 50 Гц (0,5-1,0 кВт) и малую излучаемую мощность. Обе станции работают в международном диапазоне частот 1680 МГц. Технические характеристики новых комплексов в целом удовлетворительные (табл. 1). Однако для надёжного достижения требуемых высот в 35-40 км и высокого качества зондирования необходимо обеспечение надлежащего состояния сервисного обслуживания. Увеличение потенциала станций по дальности, возможно, потребует их некоторой доработкиДля дальнейшего совершенствования аэрологической наблюдательной сети необходимо развивать и иные (кроме радиолокационного) способы определения координат радиозонда в полёте, особенно навигационный с использованием спутниковых навигационных систем типа GPS или ГЛОНАСС.Типы используемых в настоящее время на аэрологической сети Росгидромета радиозондов [7]:- малогабаритный аэрологический радиозонд МРЗ-3А (1780 МГц), МРЗ-3АТ (1680 МГц);- малогабаритный аэрологический радиозонд МРЗ-3А*(1780 МГц), МРЗ-3А*(1680 МГц);- малогабаритный аэрологический радиозонд сетевой АК2-01А (1780 МГц), АК2-01М (1680 МГц);- радиозонд повышенной точности АК2-02АО (1780 МГц), АК2-02МО (1680 МГц);- радиозонд повышенной точности РФ-95 (1780 МГц).С помощью радиозондов измеряются вертикальные профили температуры и относительной влажности воздуха, а также параметров ветра от уровня земли до высот 30-35 км. Их технические и некоторые метрологические характеристики представлены в табл. 1. Как видно из табл. 1, все представленные типы отечественных радиозондов утверждены Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии как типы СИ с одинаковыми метрологическими характеристиками у всех сетевых радиозондов.Таблица 1. Технические и метрологические характеристики радиозондовСовременное радиозондирование немыслимо без полной автоматизации процесса обработки сигналов о координатах радиозонда и сигналов радиотелеметрии. Во всех упомянутых отечественных системах радиозондирования атмосферы для обработки сигналов радиозонда используются персональные компьютеры с программным обеспечением (ПО) по формату ЭОЛ. Данное ПО управляет работой АРВК и автоматически обрабатывает телеметрические данные.Однако обрабатываются телеметрические сигналы по тому же алгоритму, который был создан в 50-е годы прошлого века, когда вся вычислительная работа аэролога могла быть выполнена только с помощью логарифмической линейки.В настоящее время разработана с достаточной степенью детализации и экспериментально проверена теория термометрического (гигрометрического) тепло- и массообмена тел при движении их в свободной атмосфере [7]. То есть появилась реальная возможность при обработке результатов зондирования вычислять действительные параметры атмосферы по измеренным их значениям с учётом как исследованных МХ прибора, так и реальных параметров окружающей среды непосредственно в процессе зондирования. К точности радиозондовых измерений предъявляются весьма высокие и разноплановые требования. Наиболее полные требования к точности измерений при радиозондировании атмосферы сформулированы Всемирной метеорологической организацией (ВМО).ЗаключениеВ процессе работы была исследована методика оценки радиолокационной наблюдаемости в интересах корабельных радиолокационных систем. Это позволило сделать ряд выводов.Современная жизнь требует высокоэффективные средства наблюдения и обработки информации с использованием современной вычислительной техники. Но при этом информация о гидрометеорологической обстановке должна быть доступна и проста для понимания. В современном мире, гидрометеорологическое обеспечение является одним из элементов в системе управления при принятии различных решений.Современные разработки беспилотных (подводных, надводных, воздушных) систем потребуют наличие в своей бортовой аппаратуре гидрометеорологических высокоточных приборов (датчиков) и систем обработки информации для принятия решения системой управления на основе заложенных в них алгоритмов действия.Атмосферные осадки существенно уменьшают дальностьрадиолокационного обнаружения. Происходит ослабление сигналов РЛС осадками за счет поглощения ими энергии электромагнитных волн. Уменьшение дальности радиолокационного обнаружения при осадках больше, чем при тумане. Радиолокационная наблюдаемость уменьшается тем больше, чем меньше длина волны РЛС и чем больше интенсивность атмосферных осадков.Знаниегидрометеорологических характеристик позволяет прогнозировать погодные явления, их появление, сроки существования, и грамотного использования средств наблюдения корабля, берегового поста для освещения обстановки.Всякое изменение метеорологических условий влияет на распространения радиоволн. Поэтому важное значение имеет полное и достоверное знание метеорологических данных об окружающей среде.Список использованной литературыГолев К.В. Расчет дальности действия радиолокационных станции. – М.: Советское радио, 1962. – 204 с.Грудинская Г.П. Распространение коротких и ультракоротких радиоволн. – М.: Советское радио, 1981. – 80 с.Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. – М.: Высшая школа, 1967. – 244 с.Иванов В.Э., Фридзон М.Б., Ессяк С.П. Радиозондирование атмосферы. Технические и метрологические аспекты разработки и использования радиозондовых измерительных средств. – Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2004. – 596 с.Красюк Н.П. Корабельная радиолокация и метеорология. – Ленинград: Судостроение, 1970. – 327 с.Крючков А.Н., Фатыхов Р.М. Современные проблемы использования средств и методик оценки параметров среды в интересах использования радиоэлектронных средств// Материалы 54-й Всероссийской научной конференции. – Владивосток: ТОВМИ, 2011. – Т. I. – С. 198–201.Леонтьев А.Г., Котович В.В., Кузнецов Д.А. Метрологические комплексы военного назначения : учебное пособие. - Санкт-Петербург : ГУАП, 2010. – 269 с.Правила наблюдения на кораблях и судах ВМФ за гидрометеорологической обстановкой (ПНГМО-К-67).Издание гидрографического управления Министерства обороны, Москва, 1967 – 272 с.Руководство по оценке и прогнозированию радио и радиолокационной наблюдаемости в диапазонах сантиметровых и дециметровых волн (Р-ОПРН-80). – М.: Воениздат, 1981. – 72 с.