Обзорная информационная система беспилотного летательного аппарата экологического мониторинга прибрежных районов

• Автор: Ле Ки Биен
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Автоматизированный комплекс экологического мони д

торинга на базе БПЛА

Обоснование целесообразности БПЛА вертолетного типа для

1.1. экологического мониторинга прибрежных районов заповедника

КАТБ А Вьетнама

1.2. Состав АКЭМ

1.3. Основные задачи АКЭМ

1.4. Основные тенденции развития АКЭМ

1.5. Бортовой комплекс аппаратуры

1.6. Передвижной наземный судовой пульт управления
1.7 Работа АКЭМ
1.8. Контрольнопроверочная аппаратура
Выводы по разделу 1
7 Обзорная информационная система ОИС БПЛА эколо
гического мониторинга
Основные сведения об обзорных информационных системах 2Ли БПЛА
9 Обобщенная структура и состав обзорной информационной
системы
2.3. Сравнительный анализ информационных каналов ИК
Исследование особенностей сигналов, отражнных от покровов естественного и искусственного происхождения
2.4.1. Объекты, подлежащие обнаружению локатора ОИС
Методика расчета эффективной площади рассеяния ЭПР
2.4.2. локационных объектов с заданными параметрами локатора
2.4.3. Статистические признаки отряженных сигналов
2.4.3.1. Амплитудные признаки
2.4.3.2. Временные признаки
2.4.3.3. Поляризационные признаки
2.4.3.4. Пространственные признаки
Выводы по разделу 2
Исследование влияния метеорологических условий на
дальност ь обнаружения заданных объектов
3.1. Радиолокационный канал
3.1.1. Энергетический расчт дальности
3.1.2. Выбор длины волны излучения
3.1.3. Количественная оценка влияния затухания радиоволн на дальность обнаружения заданных объектов
3.1.4. Методика статистического расчта дальности обнаружения
3.2. Лазерный канал
3.3. Инфракрасный канал
3.3.1. Энергетический расчт дальности
3.3.2. Затухание инфракрасного излучения в атмосфере
Выводы по разделу 3
Особенности работы экологического мониторинга
БПЛА в условиях заповедника КАТБА
4.1. Обзор способов приведения БПЛА к заданным объектам
4.2. Построение эталонной карты
Учт корреляции отражательных излучающих свойств
однородных покровов
4.4. Модель погрешностей бортового локатора ОИС
Критерии оценки качества определения местонахождения
БПЛА по данным локатора ОИС . , Моделирование задачи определения местоположения БПЛА ол
О ч Iо Оч
по данным локатора ОИС
Оценка качественных показателей определения местонахож
дения БПЛА в зоне мониторинга
Построение эталонных РЛ карт зоны экологического мони
4.8. торинга для различных параметров локатора ОИС и дистан
ции наблюдения
Выбор порога бинарной обработки сигналов бортового ло
4 Исследование влияния величины порога обнаружения
Исследование влияния величины порога обработки при фор
мировании эталонной карты
2 Особенности функционирования обзорных информационных
систем БПЛА вблизи береговой черты
Выводы по разделу 4
Заключение
Литература


В приложение вынесены: сравнительные характеристики БПЛА (приложение 1), программа моделирования задачи определения местоположения БПЛА экологического мониторинга по информации локатора ОИС (приложение 2), а также программа моделирования обнаружения и классификации посторонних объектов вблизи береговой черты (приложение 3). В настоящем разделе показана целесообразность БПЛА вертолётного типа для экологического мониторинга прибрежных районов, предложен состав ЛКЭМ и функциональных связей ОИС БПЛА в этом составе. Во многих странах мира в последнее время отмечается расширение использования беспилотных летательных аппаратов. Они применяются для решения широчайшего спектра задач - от сугубо военных до гражданских. Наибольшее распространение в практике человеческой деятельности получают малоразмерные БПЛА или БПЛА ближнего действия. По сравнению с большой авиацией БПЛА имеют значительное количество преимуществ, а именно [1]: -повышение мобильности за счёт небольшого размера и веса. БПЛА и ПН. Краткий обзор БПЛА различного назначения других стран мира вынесен в приложение 1. БИЛА самолётного типа приведены в табл. Таблица 1. Анализ данных табл. БПЛА наибольшее распространение имеют самолёты, поскольку конструктивно они проще вертолётов, и объективно обладают наилучшими эксплуатационными, конструктивно-технологическими, стоимостными и другими показателями. Для экологического мониторинга наиболее перспективными являются БПЛА ближнего действия, поскольку их использование экономически выгодно при выполнении разовых заданий в условиях техногенных аварий, химического и бактериологического загрязнения, а также решения задач охраны, патрулирования, и др. Но с другой стороны самолётам присущи недостатки, ограничивающие их применение в ряде случаев, например, в случае экологического мониторинга прибрежных районов: они требуют аэродромов, их трудно разместить на малом судне. В приложении 1 и в табл. БПЛА вертолётного типа [1-3]. Таблица. БПЛА Масса, взлётная (кг) Масса целевой аппаратуры (кг) Крейсерская скорость (км/ч) Полётное время (Ч) С (тыс. Япония 0 0 0 1. Сравнительный анализ БПЛА показывает, что: для экологического мониторинга прибрежных районов наиболее приемлемым является летательный аппарат вертолётного типа, способный стартовать практически с любого места земли, или с верхней палубы небольшого судна. Все это в сочетании с новым, более надёжным и «интеллектуальными» системами управления открывает перед БПЛА вертолётного типа перспективы предпочтительного использования для экологического мониторинга прибрежной зоны. БПЛА таких типов целесообразно использовать в составе АКЭМ. Рис 1. Предлагается [] АКЭМ с БПЛА вертолётного типа, в состав которого входит бортовой комплекс аппаратуры, наземный (судовой) пункт дистанционного управления БПЛА и отображения информации, а также контрольно-проверочная аппаратура (КПА) для проверки на технической позиции и на заводе-изготовителе. Сущность АКЭМ заключается в том, что комплекс содержит связанные каналом связи БПЛА и передвижной наземный (судовой) пульт управления. БПЛА содержит бортовую систему управления полетом, навигационную систему, бортовую цифровую вычислительную машину, бортовой приемопередатчик, запоминающее устройство, ОИС. Бортовая система управления полетом соединена с бортовой цифровой вычислительной машиной и бортовым приемо-псредатчиком, который соединен с бортовой цифровой вычислительной машиной, к бортовой цифровой вычислительной машине также подключены запоминающее устройство и целевая аппаратура, в передвижном пульте управления к наземному приемопередатчику подключены дистанционный пульт управления беспилотным летательным аппаратом и устройство отображения информации. Сущность комплекса поясняется рисунком 1. АКЭМ. Сбор необходимых данных для обнаружения типовых объектов, ведение мониторинга и обнаружение различных объектов. Определение скорости подвижных объектов, обнаружение различного рода объектов и сооружений, скрытых густой растительностью или заглубленных в грунт, сбор данных для обнаружения и предотвращения террористических акций, в том числе обнаружение тайных складов, новых дорог. Оценка характеристики окружающей среды и экологических систем (от региональных до глобальных).