Многофункциональная система радиозондирования атмосферы

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке систем радиозондирования атмосферы (CP) построенных на основе применения радиолокационного метода измерения пространственных координат аэрологического радиозонда (АРЗ) и использования сигналов спутниковых навигационных радиоэлектронных систем (СНРС) ГЛОНАСС/GPS для определения текущих координат аэрологического радиозонда (РЗ), направления и скорости ветра, а также передачи координатной и телеметрической информации на наземную базовую станцию (БС). Достигаемый технической результат изобретения - повышение надежности и точности получения метеорологической информации о вертикальном профиле состояния атмосферы в оперативном радиусе действия CP при возможном воздействии преднамеренных и непреднамеренных помех. Указанный технический результат достигается за счет развития структуры построения CP, а именно за счет обеспечения возможности оперативной работы CP в двух разрешенных диапазонах частот и различных режимах определения текущих координат АРЗ: радиолокационном, радиопеленгационном, радионавигационном. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке систем радиозондирования атмосферы (CP), построенных на основе применения радиолокационного метода измерения пространственных координат аэрологического радиозонда (АРЗ) и использования сигналов спутниковых навигационных радиоэлектронных систем (СНРС) ГЛОНАСС/GPS для определения текущих координат аэрологического радиозонда (РЗ), направления и скорости ветра, а также передачи координатной и телеметрической информации на наземную базовую станцию (БС).

Общей проблемой производства и эксплуатации CP атмосферы является создание высокоточных систем определения координат АРЗ, недорогих конструкций аэрологических радиозондов, обеспечивающих измерение метеорологических параметров атмосферы с необходимой точностью, надежную передачу информации с борта АРЗ на наземную станцию в оперативном радиусе действия СР.

Известен удаленный GPS-датчик и обрабатывающая система для удаленного GPS-зондирования и централизованная обработка на наземной станции для удаленного мобильного определения местоположения и скорости (патент США №5420592). Пример осуществления данного изобретения - система радиозондирования, включающая в себя цифровой буфер сигналов GPS и последовательный коммуникационный контроллер для передачи кадров сообщений, формируемых комбинацией цифровых данных из буфера снимка сигналов GPS и оцифрованных метеорологических данных, полученных устройством измерения влажности, температуры и давления. Кадры сообщения передаются со сравнительно низкой скоростью по метеорологическому радиоканалу на наземную станцию. Вся традиционная цифровая обработка GPS-сигналов главным образом выполняется на наземной станции, включая восстановление несущей частоты, захват псевдослучайно-шумового кода, выделение псевдодальностей, выделение эфемеридной информации, сбор альманаха, выбор спутников, вычисление навигационного решения и дифференциальные поправки. Кроме того, наземная обработка включает в себя фильтрацию Калмана вычисления скорости ветра.

Недостатки известного решения: большая загруженность радиоканала телеметрии, поэтому более широкий спектр передаваемого сигнала (потери в дальности или увеличение мощности передатчика радиозонда); прерывистость обработки сигналов GPS, что усложняет функционирование следящих контуров и фильтров.

Известна система GPS-слежения (патент США №5379224). Недорогая система слежения, использующая спутники Глобальной системы позиционирования (GPS), пригодна для применения в прикладных задачах, в которых задействованы радиозонды, радиогидроакустические буйки и другие подвижные объекты. Система слежения включает в себя датчик, установленный на каждом объекте, который в оцифровывает сигналы GPS-спутников и записывает их в буфер данных. Затем эти цифровые выборки передаются с меньшей скоростью, чем эти сигналы GPS-спутников были оцифрованы, по телеметрическому каналу связи, чередуясь с другими телеметрическими данными объекта. Эти данные GPS обрабатываются вычислительной рабочей станцией, которая вычисляет координаты и скорость датчика на момент выборки (оцифровки) сигнала. Буфер данных датчика периодически обновляется, а на рабочей станции периодически пересчитываются координаты и скорость датчика. Кроме этого рабочая станция вычисляет дифференциальные поправки, чтобы помочь обнаружить сигналы и повысить точности определения координат.

Недостатки известного решения: большая загруженность радиоканала телеметрии, поэтому более широкий спектр передаваемого сигнала (потери в дальности или увеличение мощности передатчика); прерывистость обработки сигналов GPS, что усложняет функционирование следящих контуров и фильтров.

Известна система радиозондирования атмосферы (патент РФ на полезную модель №106758) «Система радиозондирования атмосферы на основе сигналов GPS/ГЛОНАСС». Система содержит передатчики навигационных сигналов системы GPS, передатчики навигационных сигналов системы ГЛОНАСС, аэрологический радиозонд (АРЗ), снабженный приемником навигационных сигналов систем GPS и ГЛОНАСС, первую, вторую и третью антенные системы, наземную базовую станцию с блоком отображения координатно-телеметрической информации. Первая антенная система метеорологической системы обеспечивает дифференциальный режим работы. Вторая антенная система имеет круговую диаграмму направленности в азимутальной плоскости, широкую диаграмму направленности в угломестной плоскости и обеспечивает прием сигналов АРЗ на частоте 403 мГц в ближней зоне. Третья антенная система имеет круговую диаграмму направленности в азимутальной плоскости, узкую диаграмму направленности в угломестной плоскости и обеспечивает прием сигналов АРЗ на частоте 403 мГц в дальней зоне.

Недостатком известной системы является низкая пространственная селекция сигнала радиозонда, недостаточная ЭМС, низкая помехозащищенность от преднамеренных помех по каналам приема навигационных сигналов и сигналов радиозонда.

Известна система радиозондирования атмосферы (патент РФ на полезную модель №109297) «Система радиозондирования атмосферы GPS/ГЛОНАСС». Система радиозондирования атмосферы работает на основе сигналов спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС, GPS, GALILEO. Наземная базовая станция системы радиозондирования принимает сигналы навигационного радиозонда в диапазоне 403±10МГц в ближней зоне на антенну с круговой диаграммой направленности. В дальней зоне прием осуществляется на антенну, обладающую направленными свойствами в диапазоне 403±10 МГц.

Недостатком является невозможность создания в диапазоне 403±10 МГц антенной системы с узкой диаграммой направленности с целью повышения пространственной селекции и повышения потенциала СР.

Известна система радиозондирования атмосферы радиолокационного типа АВК-МРЗ, работающая в диапазоне 1780 мГц (см. 1) Ермаков В.И., Кузенков А.Ф., Юрманов В.А. Системы зондирования атмосферы. Л.: Гидрометиздат, 1977. 304 с.; 2) Ефимов А.А. Принципы работы аэрологического информационно-вычислительного комплекса АВК - 1. М.: Гидрометеоиздат,1989. 149 с.; 3) Зайцева Н.А. Аэрология. Гидрометеоиздат, 1990. 325 с.). Радиозонд типа МРЗ-3 снабжен сверхрегенеративным приемопередатчиком, который совместно с наземной РЛС АВК-1 обеспечивает измерение угловых координат, наклонной дальности по запросному радиоимпульсу и передачу на РЛС метеорологической информации. Достоинством CP АВК-МРЗ является полная автономность работы, достаточно высокая точность измерения метеорологических параметров в оперативном радиусе работы до 250 км. РЛС содержит антенную систему с узкой диаграммой направленности шириной около 6 градусов и высоким коэффициентом усиления. При установке на радиозонд МРЗ-3 датчика давления CP может работать в радиопеленгационном режиме без излучения запросных радиоимпульсов.

Недостатком известной CP является возможный срыв автосопровождения радиозонда по угловым координатам из-за узкой диаграммы направленности при сильном боковом ветре в момент запуска и принципиальное снижение точности определения высоты подъема радиозонда из-за ограниченной точности измерения угловых координат при значительных удалениях радиозонда.

Известна комплексная система радиозондирования атмосферы (патент РФ на полезную модель №127944). Комплексная система радиозондирования атмосферы работает на основе сигналов спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС, GPS, GALILEO. Аэрологический радиозонд содержит навигационный приемник сигналов ГЛОНАСС, GPS, GALILEO. Наземная базовая станция системы радиозондирования принимает сигналы навигационного радиозонда в диапазоне 1670-1690 МГц на антенну, обладающую высокими направленными свойствами.

Недостатком полезной модели является работа только в одном диапазоне 1670-1690 МГц и невозможность использования второго разрешенного диапазона 403 мГц. Другим недостатком следует считать возможные срывы автосопровождения радиозонда по угловым координатам из-за узкой диаграммы направленности при запуске радиозонда и в ближней зоне. Эта CP выбрана в качестве ПРОТОТИПА.

Недостатками известных технических решений и ПРОТОТИПА является невозможность создать антенную систему (АС) с узкой ДН в диапазоне 403±10 МГц и обеспечить высокую устойчивость приема и точность получения метеорологической информации радиолокационных CP работающих в диапазоне 1670-1690 МГц, а также обеспечить автономный режим работы CP при подавлении сигналов СНРС ГЛОННАС/GPS.

Технической задачей изобретения является обеспечение автономного режима работы CP, повышение надежности и точности получения метеорологической информации о вертикальном профиле состояния атмосферы в оперативном радиусе действия CP при возможном воздействии преднамеренных и непреднамеренных помех.

Технический результат достигается за счет развития структуры построения CP, а именно за счет обеспечения возможности оперативной работы CP в двух разрешенных диапазонах частот и различных режимах определения текущих координат АРЗ: радиолокационном, радиопеленгационном, радионавигационном.

Для решения этой задачи предлагается многофункциональная система радиозондирования атмосферы, содержащая, радиопеленгационный АРЗ 3, радиолокационный АРЗ 4 и наземную РЛС в составе: фазированная антенная решетка (ФАР) РЛС работающая на частоте f1=1680±10 МГц, электромеханический привод ФАР РЛС, передающее устройство запросного сигнала РЛС, приемное устройство сигнала АРЗ, блок обработки сигналов АРЗ и управления РЛС, блок обработки координатно-телеметрической информации, монитор оператора РЛС, устройство ввода-вывода информации, отличающаяся тем, что в нее введены ГНСС ГЛОНАСС/GPS, радионавигационный АРЗ 1, радионавигационный АРЗ 2, а в наземную РЛС введены следующие блоки: антенна с круговой диаграммой направленности, приемное устройство радионавигационного сигнала АРЗ 1 на частоту f2=403±10 МГц, блок осциллографа и анализатора спектра со следующими соединениями, а также соединениями всей системы в целом: сигналы ГЛОНАСС/GPS первым радиоканалом соединены с первым АРЗ 1 и вторым АРЗ 2, выход первого АРЗ 1 третьим радиоканалом через антенну с круговой диаграммой направленности соединен с приемным устройством радионавигационного сигнала АРЗ-1, выходы которого соединены с блоками обработки координатно-телеметрической информации и с блоком осциллографа и анализатора спектра; выходы второго, третьего и четвертого АРЗ вторым радиоканалом соединены с ФАР РЛС, выход СВЧ-сигнала которой через приемное устройство, работающее на частоте f=1680±10 МГц двунаправленной шиной связи Ш1, соединен с блоком обработки сигналов АРЗ и управления РЛС, выход которого второй двунаправленной шиной связи Ш2 соединен с блоком обработки координатно-телеметрической информации, а выходы этого блока третьей двунаправленной шиной связи Ш3 соединен с блоком осциллографа и анализатора спектра, а шестой двунаправленной шиной связи Ш6 с монитором оператора РЛС, который в свою очередь седьмой двунаправленной шиной связи Ш7 соединен с блоком осциллографа и анализатора спектра, восьмой двунаправленной шиной связи Ш8 с устройством ввода/вывода информации, пятой двунаправленной шиной связи Ш5 с блоком обработки сигналов АРЗ и управления РЛС, выход которого четвертой двунаправленной шиной связи Ш4 соединен с электромеханическим приводом ФАР РЛС, а его выход сигналами ε и β соединен с входом управления ФАР РЛС по углу места и азимута; блок обработки сигналов АРЗ и управления РЛС через передающее устройство РЛС соединен с СВЧ входом ФАР РЛС.

На чертеже показана структурная схема системы, на которой изображено: (1) - системы спутниковых навигационных сигналов ГЛОНАСС и GPS соответственно, (2) - навигационный АРЗ 1, (3) - навигационный АРЗ 2, (4) - радиопеленгационный АРЗ 3, (5) - радиолокационный АРЗ 4, (6) -антенна с круговой диаграммой направленности работающая в диапазоне частот 403±10 МГц, (7) - фазированная антенная решетка (ФАР) РЛС, работающая в диапазоне частот 403±10 МГц, (8) - передающее устройство запросного сигнала РЛС, работающее в диапазоне частот 403±10 МГц, (9) - приемное устройство сигналов АРЗ работающее в диапазоне частот 403±10 МГц, (10) - электромеханический привод ФАР РЛС, (11) - блок обработки сигналов АРЗ и управления РЛС, (12) - приемное устройство радионавигационного сигнала АРЗ 1, (13) - блок обработки координатно-телеметрической информации, (14) - монитор оператора РЛС, (15) - блок осциллографа и анализатора спектра, (16) - устройство ввода-вывода информации, РК1 - первый радиоканал (рабочий диапазон частот 1575-1610 МГц), РК2 - второй радиоканал (рабочий диапазон частот 1680±10 МГц), РК3 - третий радиоканал (рабочий диапазон частот 403±10 МГц).

Многофункциональная система радиозондирования атмосферы имеет следующие соединения.

Сигналы ГЛОНАСС/GPS первым радиоканалом соединены с первым АРЗ 1 (2) и вторым АРЗ 2 (3), выход первого АРЗ 1 (2) третьим радиоканалом через антенну с круговой диаграммой направленности (6) соединен с приемным устройством радионавигационного сигнала первого АРЗ 1(2) (12), работающим в диапазоне частот f=1680±10 МГц, выходы которого соединены с блоками обработки координатно-телеметрической информации (13) и с блоком осциллографа и анализатора спектра (15), выходы второго АРЗ 2 (3), третьего АРЗ 3 (4) и четвертого АРЗ 4 (5) вторым радиоканалом соединены с ФАР РЛС (7), выход СВЧ-сигнала которой через приемное устройство (9), работающее в диапазоне частот f=1680±10 МГц, первой двунаправленной шиной связи Ш1 соединен с блоком обработки сигналов АРЗ и управления РЛС (11), выход которого второй двунаправленной шиной связи Ш2 соединен с блоком обработки координатно-телеметрической информации (13), а выходы этого блока третьей двунаправленной шиной связи Ш3 соединен с блоком осциллографа и анализатора спектра (15), а шестой двунаправленной шиной связи Ш6 с монитором оператора РЛС (14), который в свою очередь седьмой двунаправленной шиной связи Ш7 соединен с блоком осциллографа и анализатора спектра (15), восьмой двунаправленной шиной связи Ш8 с устройством ввода/вывода информации (16), пятой двунаправленной шиной связи Ш5 с блоком обработки сигналов АРЗ и управления РЛС (11), выход которого четвертой двунаправленной шиной связи Ш4 соединен с электромеханическим приводом ФАР РЛС (10), а его выход сигналами ε и β соединен с входом управлением ФАР РЛС (7) по углу места и азимута; блок обработки сигналов АРЗ и управления РЛС (11) через передающее устройство РЛС (8) соединен с СВЧ входом ФАР РЛС (7).

Многофункциональная система радиозондирования атмосферы может работать в четырех режимах следующим образом.

В первом режиме работы РЛС осуществляет зондирование атмосферы при работе с штатными радиолокационными радиозондами АРЗ 4 (5) типа МРЗ-3. Координаты АРЗ определяется путем измерения угловых координат и измерения наклонной дальности с помощью передающего устройства запросного сигнала (8). В радиолокационном режиме обеспечивается дальность действия CP не менее 250 км. Штатная РЛС состоит из блоков (7), (8), (9), (10), (11), (13), (14), (16). Передатчик АРЗ 4 (5) передает пакетную информацию по радиоканалу РК2 1670-1690 МГц. Блок обработки координатно-телеметрической информации (13) осуществляет расшифровку принятых информационных пакетов АРЗ 4 (5) и выдает информацию в блоки управления (11) и наблюдения (14), (15).

Во втором радиопеленгационном режиме РЛС осуществляет зондирование атмосферы при работе с штатными радиопеленгационными радиозондами АРЗ З (4) типа МРЗ-3, с снабженными дополнительно датчиками давления для измерения высоты подъема радиозонда. Штатная РЛС состоит из блоков (7), (8), (9), (10), (11), (13), (14), (16). Передатчик АРЗ (4) передает пакетную информацию по радиоканалу РК2 1670-1690 МГц. Блок обработки координатно-телеметрической информации (13) осуществляет расшифровку принятых информационных пакетов АРЗ 3 (4) и выдает информацию в блоки управления (11) и наблюдения (14), (15).

Подробно работа радиолокационной CP описана в известной литературе (см. Ермаков В.И., Кузенков А.Ф., Юрманов В.А. Системы зондирования атмосферы. Л.: Гидрометиздат, 1977. 304 с.; Ефимов А.А. Принципы работы аэрологического информационно - вычислительного комплекса АВК - 1. М.: Гидрометеоиздат, 1989. 149 с.; Зайцева Н.А. Аэрология. Гидрометеоиздат, 1990. 325 с.).

Третий режим CP предусматривает работу РЛС с навигационным радиозондом АРЗ 2 (3). Штатная радиолокационная станция РЛС состоит из блоков (7), (8), (9), (10), (11), (13), (14), (16). Однако она работает во взаимодействии с навигационным радиозондом АРЗ 2 (3), при этом снабженным приемником навигационных сигналов СНРС ГЛОНАСС/GPS (1). АРЗ 2 (3) передает на РЛС измеренные координаты своего положения в пространстве и метеорологические параметры атмосферы. РЛС работает только в режиме приема сигналов навигационного АРЗ 2 (3). Косвенно в системе задействованы спутниковые радионавигационные системы СНРС ГЛОНАСС/GPS (1) и потребитель аэрологической информации. Навигационный аэрологический радиозонд АРЗ 2 (3) снабжен передатчиком, работающим на частоте радиоканала РК 1670-1690 МГц. Блок обработки координатно-телеметрической информации (13) осуществляет расшифровку принятых информационных пакетов АРЗ 2 (3) и выдает информацию в блоки управления (11) и наблюдения (14), (15).

В четвертом режиме CP работает по сигналам навигационного АРЗ 1 (2), осуществляющего прием навигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS, поступающих по радиоканалу РК1 1575-1610 МГц в антенну с круговой диаграммой направленности (6). Из полученной навигационной информации и измеренных значений метеорологических параметров АРЗ 1 (2) (3) формирует информационный координатно-телеметрический сигнал и передает его на РЛС по радиоканалу РКЗ 403±10 МГц. Координатно-телеметрическая информация в пакетном режиме принимается на антенну с круговой диаграммой направленности (6), приемным устройством сигнала радионавигационного АРЗ 1 (2) и далее подается для наблюдения в блок осциллографа и анализатора спектра (15), а также в блок обработки координатно-телеметрической информации (13), в котором осуществляется расшифровка принятых информационных пакетов АРЗ 2 (3).

Блок осциллографа и анализатора спектра (15) используется во всех режимах работы СР. Он обеспечивает наблюдение временных и спектральных параметров принимаемых сигналов радиозондов, существенно облегчает работу оператора РЛС при сопровождении АРЗ в полете.

Блок обработки сигналов АРЗ и управления РЛС (11) вырабатывает сигналы управления, которые поступают на электромеханический привод ФАР РЛС (10) и обеспечивают автоматическое сопровождение радиозонда по угловым координатам - азимутальной (β) и угломестной (ε) плоскостям.

Блок обработки координатно-телеметрической информации (13) результаты обработки аэрологических данных через монитор оператора РЛС (14) передает в устройство ввода-вывода информации (16) и далее в принятом формате потребителю аэрологической информации.

Таким образом, предложенная многофункциональная система радиозондирования работает в двух частотных диапазонах и различных режимах работы:

1. CP работает в штатном радиолокационном режиме с серийными АРЗ снабженными радиолокационными сверхрегенеративными ответчиками в диапазоне 1680±10МГц;

2. CP работает в штатном радиопеленгационном режиме с серийными АРЗ снабженными датчиками давления в диапазоне 1680±10МГц;

3. CP работает в радионавигационном режиме с АРЗ в диапазоне 1680±10МГц;

4. CP работает в радионавигационном режиме с АРЗ в диапазоне 403±10МГц;

5. Автосопровождение сигнала АРЗ осуществляется в радиопеленгационном и радионавигационном режимах РЛС без излучения запросного сигнала.

6. Для повышения скрытности работы CP мощность излучения передатчика радионавигационного АРЗ 2 (3) в диапазоне 1680±10МГц может быть снижена в принципе на 15-20 дБ (вплоть до 1-10 мВт) за счет усиления остронаправленной антенны (25 дБ) РЛС и узкополосного сигнала передатчика АРЗ 2 (3).

Таким образом, предложенная многофункциональная система радиозондирования позволяет существенно повысить тактико-технические и эксплуатационные характеристики отечественных CP: надежность и точность определения метеорологических параметров атмосферы, пространственных координат радиозонда, направления и скорости ветра, помехоустойчивость, ЭМС, обеспечить надежную передачу информации с борта АРЗ на наземную станцию в оперативном радиусе действия CP при постановке преднамеренных помех и помех, создаваемых другими радиосистемами.

Многофункциональная система радиозондирования атмосферы, содержащая радиопеленгационный третий аэрологический радиозонд (АРЗ), радиолокационный четвертый АРЗ и наземную радиолокационную станцию (РЛС) в составе: фазированная антенная решетка - ФАР РЛС, работающая в диапазоне частот f1=1680±10 МГц, электромеханический привод ФАР РЛС, передающее устройство запросного сигнала РЛС, приемное устройство сигналов третьего и четвертого АРЗ, блок обработки сигналов этих АРЗ и управления РЛС, блок обработки координатно-телеметрической информации, монитор оператора РЛС, устройство ввода-вывода информации, отличающаяся тем, что в нее введены глобальная спутниковая навигационная система (ГНСС) ГЛОНАСС/GPS, радионавигационный первый АРЗ, радионавигационный второй АРЗ, а в наземную РЛС введены следующие блоки: антенна с круговой диаграммой направленности, приемное устройство радионавигационного сигнала первого АРЗ, работающее в диапазоне частот f2=403±10 МГц, блок осциллографа и анализатора спектра со следующими соединениями, а также соединениями всей системы в целом: сигналы ГЛОНАСС/GPS первым радиоканалом соединены с первым АРЗ и вторым АРЗ, выход первого АРЗ третьим радиоканалом через антенну с круговой диаграммой направленности соединен с приемным устройством радионавигационного сигнала первого АРЗ, выходы которого соединены с блоками обработки координатно-телеметрической информации и с блоком осциллографа и анализатора спектра; выходы второго, третьего и четвертого АРЗ вторым радиоканалом соединены с ФАР РЛС, выход сверхвысокочастотного (СВЧ) сигнала которой через приемное устройство, работающее в диапазоне частот f=1680±10 МГц, первой двунаправленной шиной связи соединен с блоком обработки сигналов АРЗ и управления РЛС, выход которого второй двунаправленной шиной связи соединен с блоком обработки координатно-телеметрической информации, а выходы этого блока третьей двунаправленной шиной связи соединен с блоком осциллографа и анализатора спектра, а шестой двунаправленной шиной связи с монитором оператора РЛС, который, в свою очередь, седьмой двунаправленной шиной связи соединен с блоком осциллографа и анализатора спектра, восьмой двунаправленной шиной связи с устройством ввода/вывода информации, пятой двунаправленной шиной связи с блоком обработки сигналов АРЗ и управления РЛС, выход которого четвертой двунаправленной шиной связи соединен с электромеханическим приводом ФАР РЛС, а его выход сигналами ε и β соединен с входом управления ФАР РЛС по углу места и азимута; блок обработки сигналов АРЗ и управления РЛС через передающее устройство РЛС соединен с СВЧ входом ФАР РЛС.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и геофизике, а именно к средствам мониторинга состояния ионосферы и измерения ее параметров с использованием космических аппаратов спутниковых радионавигационных систем.

Изобретение относится к области радиофизики и может быть использовано для контроля за солнечной, геомагнитной и сейсмической активностью, за предвестниками землетрясения, извержения вулканов, цунами, процессами грозовой активности, динамикой мощных штормовых циклонов, а также для обнаружения ядерных и иных крупных взрывов и пожаров, больших аварийных выбросов на атомных электростанциях, запусков комических аппаратов и ракет, излучений мощных радиопередающих комплексов радиолокационного и связного назначения, средств специального воздействия на ионосферу с целью управления ее параметрами..

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиозондирования атмосферы на основе использования сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).

Изобретение относится к радиотехнике и радиоэлектронике, предназначено для дистанционного зондирования атмосферы и может быть использовано в радиолокации, навигации и связи.

Устройство предупреждения об аэрологических явлениях для летательного аппарата содержит бортовое оборудование, способное к выявлению метеорологических явлений, модуль для сбора и хранения метеорологических данных, модуль для создания сводки по собранным метеорологическим данным, модуль для отправки сводок, модуль для приема сводок от окружающих летательных аппаратов, модуль для обработки, консолидации принятых сводок и формированию предупреждений, модуль содействия обходу, модуль ввода, модуль интерактивного диалога, модуль для опроса окружающих летательных аппаратов и сбора от них данных.

Изобретение относится к области физики ионосферы и может быть использовано для пассивного определения ионосферных параметров. Сущность: выполняют двухчастотный прием спутниковых сигналов ГЛОНАСС/GPS.

Изобретение относится к способам дистанционных исследований атмосферы, основанных на использовании эффекта Доплера и применении фазоманипулированных сигналов, и может быть использовано для измерения скорости ветра.

Изобретение представляет собой способ и устройство для радиолокационного измерения полного вектора скорости движения метеорологического объекта на основе измерения составляющих этого вектора скорости в ограниченной области пространства, определяемой шириной диаграмм направленности антенны, за короткое время без сканирования.

Изобретение относится к метеорологии, в частности к дистанционным методам измерения характеристик атмосферы, и может быть использовано в автоматизированных системах определения опасных для авиации явлений погоды, а также в других областях человеческой деятельности, где необходимо знание о величине заряда частиц облаков и осадков.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах определения местоположения источников грозовых разрядов в системах сбора и обработки метеорологической информации.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к океанологическим измерениям, и может быть использовано для контроля солености морской воды на разных акваториях Мирового океана. В предложенном способе заданный контролируемый участок морской поверхности облучают СВЧ радиоволнами заданной частоты вертикальной поляризации, регистрируют рассеянный назад сигнал на той же поляризации (вертикальной), изменяют поляризацию излучателя и приемника на ортогональную и на той же частоте зондируют тот же участок морской поверхности, регистрируют рассеянный назад сигнал, после чего по данным двух последовательных зондирований вычисляют поляризационное отношение, по которому рассчитывают соленость. Повышение точности измерения солености морской воды за счет исключения влияния на результат измерений изменчивости шероховатости морской поверхности, является техническим результатом изобретения.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для получения информации о параметрах атмосферы на разных высотах. Сущность: комплекс содержит машину аппаратную, выполненную на колесном шасси (1) с кабиной (2) и кузовом-фургоном (3), радиозонды, антенну (8) приема сигналов радиозонда, антенну (24) радиостанции. Аппаратура комплекса и антенна (8) приема сигналов радиозонда выполнены радионавигационными. Антенна (8) приема сигналов радиозонда имеет круговую диаграмму направленности, оснащена механизмом (9) подъема и установлена на задней части крыши кузова-фургона (3). Между кузовом-фургоном (3) и кабиной (2) образован открытый отсек (15) для оборудования, в котором установлены метеостанция (16) на подъемной мачте, электроагрегат (17) и баллоны (22) с газом. Технический результат: уменьшение трудоемкости и сокращение времени подготовки комплекса к проведению работ с радиозондом. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к геофизике и может применяться при дистанционном измерении параметров мезосферы и нижней термосферы. Достигаемый технический результат - улучшение высотно-временного разрешения и повышение точности определения скорости турбулентного движения плазмы. Указанный результат достигается за счет того, что способ определения скорости турбулентного движения плазмы на высотах мезосферы и нижней термосферы включает формирование искусственных периодических неоднородностей ионосферной плазмы путем воздействия на ионосферу возмущающим радиоизлучением на частоте выше критической частоты для E-слоя и ниже критической частоты для F-слоя, излучение в ионосферу зондирующих импульсов по окончании возмущающего воздействия на той же частоте и с той же поляризацией, прием сигнала, обратно рассеянного искусственными периодическими неоднородностями ионосферной плазмы, измерение амплитуды и времени релаксации обратно рассеянного сигнала, определение высотной зависимости времени релаксации сигнала, обратно рассеянного сформированными возмущающим радиоизлучением периодическими неоднородностями на исследуемых высотах h, при этом по уменьшению амплитуды обратно рассеянного сигнала на каждой высоте определяют время релаксации неоднородностей τ(h), которое в отсутствие турбулентных движений обусловлено амбиполярной диффузией τd(h), и по разности времен τ(h) и τd(h) определяют скорость турбулентного движения плазмы. 2 ил.

Изобретение относится к прецизионным устройствам усиления сигналов. Технический результат заключается в повышении разомкнутого коэффициента усиления по напряжению операционного усилителя. Каскодный дифференциальный операционный усилитель содержит: входной дифференциальный каскад с общей эмиттерной цепью, согласованной с первой шиной источника питания, первый, второй, третий, четвертый дополнительные транзисторы, базы первого и второго дополнительных транзисторов подключены к первому токовому выходу входного дифференциального каскада, базы третьего и четвертого дополнительных транзисторов подключены ко второму токовому выходу входного дифференциального каскада, объединенные эмиттеры первого и второго дополнительных транзисторов связаны с эмиттером второго выходного транзистора, объединенные эмиттеры третьего и четвертого дополнительных транзисторов соединены с эмиттером первого выходного транзистора, коллекторы второго и третьего дополнительных транзисторов соединены с первым токовым выходом входного дифференциального каскада а коллекторы первого и четвертого дополнительных транзисторов связаны со вторым токовым выходом входного дифференциального каскада. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано в системах мониторинга опасных явлений погоды, а также в исследованиях электрических процессов в атмосфере и геофизических исследованиях. Достигаемый технический результат – упрощение определения объемной плотности грозоопасного заряда на основе использования сетевых геомагнитных, метеорологических и спутниковых данных, а также расширение возможностей его определения в случае движущихся облаков по их собственному магнитному полю, что в свою очередь открывает возможность получения прогностических оценок развития грозы. Указанный результат достигается за счет того, что: величину объемной плотности движущегося на определенной высоте заряда облака определяют по величине скорости движения V, индукции его собственного магнитного поля ΔВ и по геометрическим параметрам расположения центральной части объемного заряда относительно точки регистрации магнитной индукции в соответствии с формулой: ,где ρ - объемная плотность заряда облака (Кл/м3);ΔВ - магнитная индукция движущегося объемного заряда облака (Тл);V - скорость движения объемного заряда (м/с);Hh и - высоты верхней и нижней границ облаков, соответственно (м);L - ширина массива движущихся облаков по линии, перпендикулярной вектору скорости (м);α - угол между вертикалью и направлением на центр объемного заряда от точки регистрации магнитной индукции (рад);μ0 - магнитная постоянная, равная 4π×10-7 (Гн/м).Среднюю скорость и направление движения облаков V в районе наблюдения определяют по результатам измерения вертикального профиля скорости ветра на сетевых аэрологических станциях с помощью радиозондов, а также по спутниковым наблюдениям. Величину индукции ΔВ движущегося объемного заряда облаков определяют по разности индукций геомагнитного поля, регистрируемых на ближайшей сетевой геомагнитной обсерватории, где по спутниковым снимкам не наблюдается облаков, и на аналогичной геомагнитной обсерватории, где наблюдается прохождение потенциально опасной облачности. Ширину облачного массива L по линии, перпендикулярной вектору скорости движения, и высоту верхней границы облаков Hh определяют по данным спутниковых наблюдений. Высоту нижней границы облаков определяют по данным измерителя нижней границы облачности на ближайшей метеостанции, входящей в состав гидрометеорологической сети.

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано в системах мониторинга опасных явлений погоды, а также в исследованиях электрических процессов в атмосфере и геофизических исследованиях. Достигаемый технический результат – упрощение определения объемной плотности грозоопасного заряда на основе использования сетевых геомагнитных, метеорологических и спутниковых данных, а также расширение возможностей его определения в случае движущихся облаков по их собственному магнитному полю, что в свою очередь открывает возможность получения прогностических оценок развития грозы. Указанный результат достигается за счет того, что: величину объемной плотности движущегося на определенной высоте заряда облака определяют по величине скорости движения V, индукции его собственного магнитного поля ΔВ и по геометрическим параметрам расположения центральной части объемного заряда относительно точки регистрации магнитной индукции в соответствии с формулой: ,где ρ - объемная плотность заряда облака (Кл/м3);ΔВ - магнитная индукция движущегося объемного заряда облака (Тл);V - скорость движения объемного заряда (м/с);Hh и - высоты верхней и нижней границ облаков, соответственно (м);L - ширина массива движущихся облаков по линии, перпендикулярной вектору скорости (м);α - угол между вертикалью и направлением на центр объемного заряда от точки регистрации магнитной индукции (рад);μ0 - магнитная постоянная, равная 4π×10-7 (Гн/м).Среднюю скорость и направление движения облаков V в районе наблюдения определяют по результатам измерения вертикального профиля скорости ветра на сетевых аэрологических станциях с помощью радиозондов, а также по спутниковым наблюдениям. Величину индукции ΔВ движущегося объемного заряда облаков определяют по разности индукций геомагнитного поля, регистрируемых на ближайшей сетевой геомагнитной обсерватории, где по спутниковым снимкам не наблюдается облаков, и на аналогичной геомагнитной обсерватории, где наблюдается прохождение потенциально опасной облачности. Ширину облачного массива L по линии, перпендикулярной вектору скорости движения, и высоту верхней границы облаков Hh определяют по данным спутниковых наблюдений. Высоту нижней границы облаков определяют по данным измерителя нижней границы облачности на ближайшей метеостанции, входящей в состав гидрометеорологической сети.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в автоматизированных системах управления, построенных на принципах сетевой информационной структуры, в части, касающейся передачи и обмена радиолокационной информацией (РЛИ), в автоматизированной системе обработки и обмена радиолокационной информацией (АСОО РЛИ). Достигаемый технический результат - сокращение времени прохождения РЛИ в сети системы за счет удаления неактуальной, поврежденной, нежелательной информации, а также исключения передачи повторной информации, а также - улучшение показателей качества информации и снижение требований к пропускной способности линий связи вследствие повышения скорости обработки РЛИ на серверах. Указанные технические результаты достигаются за счет того, что источники РЛИ выдают через шлюзы телекодовой информации на серверы всю РЛИ по мере ее поступления, серверы обрабатывают поступающую РЛИ, потребители получают РЛИ по заявкам, предварительно сообщая на серверы, какую информацию они хотели бы получить, а в случае отсутствия затребованной информации, серверы получают ее из компьютерной сети от других серверов и выдают потребителям, при этом производится первичная маршрутизация данных и их фильтрация по критериям времени жизни в сети и адреса источника, после чего реализуются дополнительные алгоритмы фильтрации и маршрутизации РЛИ. При этом узлы сети объединяют в виртуальную одноранговую сеть. 1 ил.
Изобретение относится к системам метеорологической радиолокации и может быть использовано для мониторинга метеорологических условий. Достигаемый технический результат – уменьшение массогабаритных размеров элементов системы, уменьшение энергопотребления, отсутствие необходимости постоянного обслуживания, возможность получения информации о локальных метеоусловиях через интернет, возможность анализа низких слоев атмосферы, которые обладают более высокой информативностью. Сущность изобретения заключается в том, что многопозиционная сетевая система метеорологической радиолокации содержит объединенные коммуникационно-вычислительной сетью, выполненные определенным образом и распределенные по территории ведения мониторинга: по меньшей мере одно передающее устройство, по меньшей мере одно приемное устройство, устройство управления, обработки и интерпретации радиолокационных данных, метеорологическую сенсорную сеть, причем коммуникационно-вычислительная сеть выполнена с возможностью: обеспечения синхронного поворота диаграмм направленности передающих и приемных антенных систем таким образом, что обеспечивается возможность: пересечения диаграмм направленности по меньшей мере одной передающей и одной принимающей антенных систем в полупространстве, расположенном над земной поверхностью, синхронного приема приемными устройствами излучения, генерируемого блоками генерации сигнала передающих устройств, при этом передающие и приемные антенные системы выполнены с возможностью сканирования по всем направлениям полупространства, расположенного над земной поверхностью. 8 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке систем радиозондирования атмосферы построенных на основе применения радиолокационного метода измерения пространственных координат аэрологического радиозонда и использования сигналов спутниковых навигационных радиоэлектронных систем ГЛОНАССGPS для определения текущих координат аэрологического радиозонда, направления и скорости ветра, а также передачи координатной и телеметрической информации на наземную базовую станцию. Достигаемый технической результат изобретения - повышение надежности и точности получения метеорологической информации о вертикальном профиле состояния атмосферы в оперативном радиусе действия CP при возможном воздействии преднамеренных и непреднамеренных помех. Указанный технический результат достигается за счет развития структуры построения CP, а именно за счет обеспечения возможности оперативной работы CP в двух разрешенных диапазонах частот и различных режимах определения текущих координат АРЗ: радиолокационном, радиопеленгационном, радионавигационном. 1 ил.

Наверх