КОРОТКОВОЛНОВАЯ РАДИОЛОКАЦИЯ В СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА ПРИБРЕЖНЫХ АКВАТОРИЙ


https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-2-31-43

Полный текст:


Аннотация

Введение. Современный подход к обеспечению необходимого качества морской деятельности, связанный с оценкой текущей информации о состоянии океанической среды в России, явно недостаточен. Указанный подход определяется развитием оперативных методов и инструментария наблюдения, а также оценкой состояния океана и его прогноза. Поэтому развитие концепции, инструментария и разработка методов получения данных является актуальной задачей становления оперативной океанографии.

Цель работы. Рассмотрение концепции мониторинга морской поверхности с использованием коротковолновой радиолокации поверхностной волны.

Методы и материалы. Представлен ряд конкретных океанологических примеров, требующих оперативного мониторинга состояния прибрежных вод мирового океана и отдельных регионов. Описаны наблюдательные системы, используемые в других странах. Особое внимание уделено развитию радиолокационного зондирования поверхностных вод, проводимого в нашей стране эпизодически. Резонансные отражения позволяют получать карты высокоточных измерений поверхностных течений и характеристик волнения на большой площади в реальном масштабе времени. Отмечены трудности проведения экспериментов и интерпретации результатов, выделены вопросы, требующие особого внимания для создания оперативного мониторинга морской поверхности, и методы их решения. Сформулирована основная задача прогноза параметров мирового океана с целью обеспечения безопасности морского транспорта от природных и антропогенных угроз, а также решения задач эффективного природопользования.

Результаты. Показано, что оптимальным средством получения натурных данных служит создание наблюдательной сети из прибрежных коротковолновых радиолокаторов, позволяющей оценивать поверхностные течения и характеристики волнения, а также в целом решать задачу мониторинга. Отмечено, что важным элементом является разработка адекватной прибрежной модели и соотнесение ее параметров с экспериментальными данными. Неадекватность физических моделей конкретным природным условиям преодолевается адаптивным моделированием и мониторингом с помощью современных технических средств.

Заключение. Ассимилируясь в моделях гидродинамики и волнения, эти данные становятся применимыми при пространственном картировании гидрофизических неоднородностей водного слоя, скорости звука и подводных акустических шумов.


Об авторах

В. И. Веремьев
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия
кандидат технических наук (2000), директор НИИ "Прогноз"


В. М. Кутузов
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия
доктор технических наук (1997), профессор, заведующий кафедрой радиотехнических систем


Е. С. Плотницкая
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия
студентка 2-го курса


В. В. Коваленко
Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН
Россия
кандидат технических наук (1978), ведущий научный сотрудник


В. А. Телегин
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН
Россия
кандидат физико-математических наук (1984), старший научный сотрудник


Список литературы

1. Helzel T., Hansen B. How monitoring by Coastal Radar becomes more and more important as tool for hazard management and environmental protection. URL: https://helzelmesstechnik.de/files/432/upload/Pressreleases/Press-ReleaseWERA-100118.pdf (дата обращения 09.04.2019)

2. Directional Sea Spectrum determination using HF Doppler radar techniques / D. Trizna, J. Moore, J. Headrik, R. Bogle // IEEE Trans. on Ant. and Prop. 1977. Vol. AP-25, № 1. P. 4–11. doi: 10.1109/TAP.1977.1141549

3. Barrik D. E., Snider J. The statistic of HF sea echo Doppler spectra // IEEE Trans. on Ant. and Prop. 1977. Vol. AP-25, № 1. P. 19–28. doi: 10.1109/TAP.1977.1141529

4. Detection of ships with multi-frequency and CODAR SeaSonde HF radar systems / D. M. Fernandez, J. F. Vesecky, D. E. Barrick, C. C. Teague, M. M. Plume, C. Whelan // Canadian J. of Remote Sensing. 2014. Vol. 27, № 4. P. 277–290. doi: 10.1080/07038992.2001.10854871

5. Long-term real-time Coastal Ocean Observational Networks/ S. M. Glenn, T. D. Dickey, B. Parker, W. Boicourt // Oceanography. 2000. Vol. 13, № 1. P. 24–34. doi: 10.5670/oceanog.2000.50

6. Data assimilation within the advanced circulation (ADCIRC) modeling framework for the assimilation of Manning’s friction coefficient / T. Mayo, T. Butler, C. Dawson, I. Hoteit // Ocean Modeling. 2014. Vol. 76. P. 43–58. doi: 10.1016/j.ocemod.2014.01.001

7. Results from the Mid Atlantic high frequency radar network / H. Roarty, E. Handel, M. Smith, E. Rivera, J. Kerfoot, J. Kohut, S. Glenn. URL: https://ru.scribd.com /presentation/55643049/Results-from-the-Mid-Atlantic-HighFrequency-Radar-Network (дата обращения 20.03.2019)

8. How to set up a WERA Site. URL: http://wera.cen.unihamburg.de/WERA_Guide/WERA_Guide.shtml (дата обращения 20.03.2019)

9. Dzvonkovskaya A., Gurgel K.-W. Future contribution of HF radar WERA to tsunami early warning systems // European J. of Navigation. 2009. Vol. 7, № 2. P. 17–23.

10. Dzvonkovskaya A., Petersen L., Helzel T. HF ocean radar with a triangle waveform implementation // Proc. of Int. Radar Symposium IRS 2018, June 20–22 2018, Bonn, Germany. Bonn: German Institute of Navigation (DGON), 2018. P. 1487–1493.

11. Безуглов А. В., Веремьев В. И., Кутузов В. М. РЛС декаметрового диапазона для мониторинга прибрежных акваторий // Морские информационноуправляющие системы. 2018. № 1 (13). С. 60–66.

12. Концепция построения коротковолновых радиолокационных станций с вынесенным приемом и использованием сигналов собственных и сторонних источников излучения для освещения морской обстановки / А. В. Бархатов, В. И. Веремьев, В. А. Родионов, С. В. Куприянов // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2015. Т. 8, № 4. С. 50–54.

13. An operational circulation modeling system for the gulf of maine/Georges Bank Region. Part I: Basic Elements / W. Brown, A. Gangopadhyay, F. Bub, Zhitao Yu // IEEE J. of Oceanic Engineering. 2007. Vol. 32, № 4. P. 807–822. doi: 10.1109/JOE.2007.895277

14. Lermusiaux P. F. J. Adaptive modeling, adaptive data assimilation and adaptive sampling // Physica D. 2007. Vol. 230, iss. 1–2. P. 172–196. doi: 10.1016/ j.physd.2007.02.014

15. Robinson A. M., Wyatt L. R. A two-year comparison between HF radar and ADCP current measurements in Liverpool Bay // J. of Operational Oceanography. 2011. Vol. 4, № 1. P. 33–45. doi: 10.1080/1755876X.2011.11020121


Дополнительные файлы

Для цитирования: Веремьев В.И., Кутузов В.М., Плотницкая Е.С., Коваленко В.В., Телегин В.А. КОРОТКОВОЛНОВАЯ РАДИОЛОКАЦИЯ В СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА ПРИБРЕЖНЫХ АКВАТОРИЙ. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2019;(2):31-43. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-2-31-43

For citation: Veremyev V.I., Kutuzov V.M., Plotnitskaya K.S., Kovalenko V.V., Telegin V.A. HIGH-FREQUENCY RADAR FOR COASTAL AREAS MONITORING. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2019;(2):31-43. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-2-31-43

Просмотров: 44

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-8985 (Print)
ISSN 2658-4794 (Online)