Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка мобильной системы локального метеорологического контроля на базе группы малых метеорологических радиолокаторов.

Докладчик: Умнов Алексей Львович

Должность: старший научный сотрудник, ответственный исполнитель

Цель проекта:
Исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание системы мониторинга , использующей технологии распределенной сенсорной сети, осуществляющей мониторинг параметров локальной погоды и микроклимата заданной территории со сверхвысоким пространственным разрешением с использованием групп малых мобильных метеорологических радиолокаторов.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Методика исследования локальной погоды и микроклимата по схеме многопозиционной локации, осуществляемой группами малых метеорологических локаторов.
2. Предложения и рекомендации по использованию системы локального метеорологического контроля, построенной на базе малых метеорологических локаторов в различных отраслях народного хозяйства.
3. Проект ТЗ на ОКР по теме «Разработка мобильной системы локального метеорологического контроля на базе группы малых метеорологических локаторов»

Планируемые результаты являются новыми на мировом уровне и способствуют развитию концепции перехода от сетей больших стационарных дорогих трудно модифицируемых метеорологических локаторов, предназначенных для мониторинга больших пространств, которые плохо справляются с мониторированием нижних слоев атмосферы, к сетям, образованным плотными группами недорогих малых метеорологических радиолокаторов, которые могут осуществлять детальный мониторинг нижнего слоя атмосферы, могут быть легко модифицированы под нужды отдельных пользователей и могут способствовать решению проблемы оперативного прогнозирования опасных природных явлений в сложных условиях горной местности, городских агломераций и т.п.

Заявленные результаты планируется достичь за счет проведения комплексных исследований, направленных на разработку системы многопозиционной локации метеорологических объектов с помощью согласованно работающих групп малых локаторов, в системе локации планируется использовать фазированные антенные решетки нев, имеющие невысокую стоимость, построенные с использованием массивов управляемых рассеивателей, интерпретация данных локации будет выполнена с использованием компьютерных моделей, учитывающих особенности динамики нижнего слоя атмосферы.
Планируется, что работы по проекту будут завершены созданием экспериментального сегмента сети радиолокаторов, демонстрирующей основные возможности разрабатываемой технологии.

В качестве возможного риска для выполнения проекта следует отметить многокомпонентный характер технологии: для успешной демонстрации работоспособности технологии требуется согласованное взаимодействие множества элементов системы, которые могут быть разделены большими расстояниями и иметь различные интерфейсы взаимодействия. Данный риск в ходе проекта минимизируется за счет создания специальной информационной системы, поддерживающей согласованное взаимодействие всех элементов системы.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Результаты проекта могут быть использованы для создания систем оперативного оповещения о опасных природных явлениях, а также для уточнения краткосрочных и долгосрочных прогнозов погоды.
2. Планируется создание сетей малых метеорологических локаторов в регионах с частым возникновением опасных природных явлений (таких как град, проливной дождь, ведущий к наводнению и т.п.)
3. Полученные в ходе выполнения работ по проекту результаты должны привести к внедрению в практику систем мониторинга условий окружающей среды нового типа, использующих последние достижения в области твердотельной СВЧ электроники, микропроцессорных технологий, технологий беспроводной передачи данных, глобального позиционирования, а также сетевых технологий. Результаты работ по проекту должны позволить качественно улучшить мониторинг и прогнозирование локальных условий погоды. Детализация мониторинга и прогнозирования локальных условий окружающей среды будет востребована при разработке решений в рамках концепции интернета вещей.

Текущие результаты проекта:
1. Проведен аналитический обзор научно-технической литературы и патентные исследования.
Выясненн повышенный интерес к разработкам, направленным на переход от больших мощных стационарных локаторов к группам совместно работающих метеорологических локаторов, позволяющий создать системы не чувствительные к проблеме кривизны земной поверхности, сложностям ландшафта, а также системы расширяющие возможности мониторинга на приземный слой атмосферы при снижении материальных затрат и повышении мобильности локаторов.
2. Для проведения дальнейших исследований выбрана архитектура метеорологического локатора: использование отдельно расположенных передающих и приемных узлов, оборудованных фазированными антенными решетками, которые позволяют выделять лоцируемый объем исследуемых объектов на пересечении диаграмм направленности. Предполагается, что локаторы будут использовать непрерывные и квпзинепрерывные лоцирующие сигналы

3. Предложено две математические модели многопозиционной локации, основанных как на интерпретации данных отражения сигнала от выделенного объема метеорологического объекта, так и на интерпретации данных интегрированных по лучам радаров (томографическом подход). В рамках каждой модели проведены расчеты, направленные на выяснение преимуществ этих моделей и перспектив их использования.
4. Разработана архитектуры программного комплекса, который планируется создать для численного моделирование процесса многопозиционной радиолокации атмосферного пограничного слоя.