Регистрация / Вход
Прислать материал

«Исследование перспективных средств и методов высотного баллонного радиозондирования атмосферы»

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0343
Организация
МИЭТ
Руководитель работ
Савченко Юрий Васильевич
Продолжительность работ
2009 - 2011, 26 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Внебюджетные средства
3 млн

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Чистюхин Виктор Васильевич

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 15.12.2009
Проведен обзор современных методов высотного баллонного зондирования атмосферы, рассмотрены контактные методы измерения основных метеорологических величин при радиозондировании атмосферы, конструкции измерительных преобразователей, метрологическое обеспечение измерений параметров атмосферы средствами высотного баллонного зондирования.
Проведено патентное исследование по ГОСТ 15.011-96, в процессе которого определен технический уровень объекта исследования, а именно, аэрологического радиозонда и выявлены основные тенденции развития объекта исследования, которые заключены в переходе к цифровым стандартам измерений и передачи данных, а также в направлении интеграции систем сбора, обработки и передачи результатов измерений метеорологических величин в одном кристалле. Кроме того, проведен обзор состояния разработки и испытаний метеорадиозондов, как средств измерений.
Проведено исследование различных существующих архитектур построения радиозондов высотного баллонного зондирования атмосферы, предлагаемых ведущими производителями, определены их основные достоинства и недостатки. Предложена новая архитектура радиозонда, оптимальная с точки зрения соотношения цена/качество.
Разработаны математические модели различных элементов радиозонда, включая модель распространения радиосигналов от зонда до приемника, и исследованы их характеристики. В результате проведенных исследований установлена необходимость применения пакетной передачи и помехоустойчивого кодирования для понижения уровня выходной мощности радиозонда и увеличения точности оцифровки измеряемых величин, что позволит существенно повысить точность контактных измерений метеорологических величин.
Проведено исследование вопросов выбора элементной базы для радиозонда по заданным критериям. Проведены анализ и обобщение полученных результатов, разработан научно-технический отчет о НИР.
Развернуть
2
01.01.2010 - 30.06.2010
На втором этапе исследованы существующие методы измерений температуры, влажности и давления. Приведен обзор наиболее широко применяемых на сегодняшний день методов. Выявлены основные тенденции, проявляющиеся в конструкциях современных датчиков. Разработаны методики обработки данных от датчиков зонда для обеспечения высокого разрешения по высоте. Разработаны в строгом соответствии с ГОСТ 8.009-94 новые способы нормирования метрологических характеристик радиозонда и перечень нормируемых метрологических характеристик. Получены расчётные формулы для вычисления поправочных коэффициентов, обеспечивающих высокое разрешение результатов по высоте. Разработаны в объёмах технического предложения установки для экспериментального контроля метрологических характеристик измерителя температуры радиозонда. Разработаны рекомендации по постоянному обеспечению прослеживаемости измерений. Разработаны макеты узлов для макета многофункционального радиозонда. Проведены расчет и моделирование режимов работы отдельных узлов. Спроектированы и созданы узлы разрабатываемого устройства, в совокупности представляющие собой макет аэрологического радиозонда. Разработаны методики экспериментальной проверки характеристик макетов узлов многофункционального радиозонда. Приведен перечень необходимого оборудования с требуемыми характеристиками. Показаны схемы стендов для проведения экспериментальной проверки характеристик макетов. Проведены анализ и обобщение полученных результатов, разработан научно-технический отчет о НИР.
Развернуть
3
01.07.2010 - 15.12.2010
Разработана оптимальная архитектура многофункционального интерфейса с возможностью простого подключения различных наборов датчиков. Выбраны два оптимальных интерфейса подключения датчиков, позволяющих использовать одну линию передачи данных для нескольких устройств. Разработан алгоритм цифровой обработки сигналов с датчиков и ее кодирования для передачи в устройстве обработки информации. Показана обобщенная схема обработки данных с момента снятия значений с датчиков до момента передачи информационного пакета наземной станции. Приведены результаты математического моделирования кодера и декодера в среде MatLab. Показаны преимущества использования помехоустойчивого кодирования над некодированной передачей данных. Приведен способ реализации процессов кодирования/декодирования на микроконтроллерах фирмы Atmel.
Разработана методика экспериментальной проверки характеристик макетов блоков многофункционального радиозонда. Изготовлены макеты узлов многофункционального радиозонда. Проведены анализ и обобщение полученных результатов, разработан научно-технический отчет.
Развернуть
4
01.01.2011 - 30.04.2011
Выбран оптимальный алгоритм передачи цифровых данных с высокой скоростью и достоверностью, разработан макет устройства передачи данных по радиоканалу для экспериментальных исследований характеристик макета многофункционального радиозонда, разработан аппаратно-программный модуль обработки и отображения информации от радиозонда, разработана методика экспериментальной проверки характеристик макета многофункционального радиозонда.
Развернуть
5
01.05.2011 - 15.09.2011
Проведены испытания макета многофункционального радиозонда. Доработан аппа-ратно-программный модуль обработки информации от датчиков и от радиозонда в целом. Отработаны алгоритмы обработки сигналов в устройстве обработки сигналов от дат-чиков. Созданы испытательные стенды для измерения основных электрических параметров радиозонда. Разработана программа внедрения результатов НИР в образовательный процесс. Проведена технико-экономическая оценка полученных результатов.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Тема
Лазерный мониторинг несферических микрочастиц в тропосфере и нижней стратосфере и исследование механизмов ориентации кристаллов в облаках верхнего яруса на установке: "Высотный поляризационный лидар для зондирования атмосферы (ЛИДАР) (рег. № 06-21)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
0,7 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технологии дистанционного зондирования полей температуры, влажности и концентраций основных малых газовых составляющих в атмосфере с использованием инфракрасного Фурье-спектрометра повышенной информативности
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
4
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения научной школы «Фундаментальные проблемы сверхширокополосной радиосвязи и радиозондирования»»
Продолжительность работ
2011, 2 мес.
Бюджетные средства
0,6 млн
Количество заявок
2
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения всероссийской молодежной научной школы «Фундаментальные проблемы сверхширокополосной радиосвязи и радиозондирования»».
Продолжительность работ
2012, 6 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области технологий мониторинга и прогнозирование состояния атмосферы при лесных и торфяных пожарах.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 18 мес.
Бюджетные средства
24 млн
Количество заявок
13