АПК-ПМИ

Система пассивного контроля ионосферы

c использованием гнсс ГЛОНАСС/GPS

зао стт груп

Область применения

Прогнозирование условий распространения радиоволн коротковолнового

диапазона

Научные исследования гелиогеофизических процессов, происходящих в ионосфере

Прогнозирование катастрофических землетрясений и решения других фундаментальных и прикладных задач

Перспективный подход к мониторингу ионосферы заключается в определении основных параметров ионосферы по результатам обработки принимаемых радио сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS.

 

Данный подход реализован в малогабаритном аппаратно-программном комплексе пассивного мониторинга ионосферы (АПК-ПМИ), являющимся совместной разработкой специалистов ФИРЭ им. В.А.Котельникова РАН, ООО «Инновационный

научно-технический центр» и АО «СТТ груп».

АПК-ПМИ обеспечивает определение указанных параметров ионосферы в пассивном режиме в радиусе до 800 км от места установки комплекса.

 

Система пассивного контроля ионосферы, построенная на базе территориально разнесенных и интегрированных в единую информационную сеть АПК-ПМИ, может обеспечивать оперативный мониторинг ионосферы в масштабах государства при минимальных вложениях в обеспечивающую инфраструктуру.

Мониторинг ионосферы в настоящее время осуществляется, как правило, с помощью наземных станций вертикального зондирования ионосферы (СВЗИ).

 

СВЗИ позволяют определять значительное число характеристик ионосферы с высокой точностью, однако они обладают рядом недостатков: значительные массогабаритные характеристики, высокое энергопотребление и высокая стоимость эксплуатационных расходов.

Метод радиопросвечивания ионосферы с использованием ГНСС ГЛОНАСС и GPS

сигнал gps глонасс на НКПОР

Основой функционирования АПК-ПМИ является метод радиопросвечивания ионосферы на трассе «спутник-Земля», позволяющий определять ПЭС и профиль ионосферы по результатам обработки принимаемых радиосигналов ГНСС ГЛОНАСС и GPS.

АПК-ПМИ обеспечивает возможность оперативной оценки ПЭС и профиля ионосферы, а также параметров ионосферного слоя в радиусе 800 км от места установки комплекса по 10...20 одновременно наблюдаемым навигационным спутникам типа ГЛОНАСС/GPS.

Погрешность определения параметров

в ночное время — 8...15%

в дневное время — 5...7%

Результаты функционирования апк-пми

Отображение результатов функционирования АПК-ПМИ

Испытания проводились в средней полосе России с 2009 по 2012 год. В ходе испытаний ионосферная информация, полученная с помощью АПК-ПМИ, сравнивалась с результатами вертикального и трассового зондирования ионосферы.

вариативная Комплектность

Изменятся под требования заказчика

Двухчастотный приёмник радиосигналов ГНСС ГЛОНАСС/GPS

Двухчастотный приёмник радиосигналов

ГНСС ГЛОНАСС/GPS

Компьютер в качестве сервера и для отображения данных

Компьютер в качестве сервера и для отображения данных

Антенна приёма радиосигналов ГНСС ГЛОНАСС/GPS

Антенна приёма радиосигналов

ГНСС ГЛОНАСС/GPS

1. Антенна приёма радиосигналов ГНСС ГЛОНАСС/GPS.

2. Двухчастотный приёмник радиосигналов ГНСС ГЛОНАСС/GPS.

3. Компьютер (сервер)

4. Источник бесперебойного питания.

5. Общее и специальное программное обеспечение.

6. Высоко- и низкочастотные кабели.

7. Монтажный комплект.

8. Эксплуатационная документация.

Основные технические параметры

Наименование параметра

Значение

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

Погрешность определения критической частоты ионосферного слоя F2 (СКО) *

 

Периодичность определения ионосферных параметров

 

Количество одновременно обрабатываемых спутниковых сигналов

 

Принцип функционирования

 

Интерфейсы

 

Масса **

 

Электропитание (напряжение, В / частота, Гц)

5…15%

 

1 мин

 

до 20

 

пассивный

 

RS 232 и/или USB

 

не более 10 кг

 

~ 220 / 50

* погрешность определения зависит от большого числа факторов (состояния ионосферы, времени суток и года, объёма выполненных измерений и пр.) и в отдельных случаях может отличаться от указанной.

** указанная масса изделия является суммарной и включает в себя, в том числе, массу монтажного комплекта и упаковки.

очевидные преимущества АПК-ПМИ

Инфографика, сравнение АПК-ПМИ и СВЗИ

АПК-ПМИ:

1. Малогабаритный

2. Низкое энергопотребление

3. Не создает помех для средств КВ диапазона

4. Оперативное определение параметров ионосферы

5. Больший радиус действия (до 800км)

6. Меньшие эксплуатационные затраты

Аналогом АПК-ПМИ является станция вертикального зондирования ионосферы (СВЗИ), включающая в себя передатчик, передающую и приёмные антенны зенитного излучения-приема, приемник, а также устройство обработки, управления и отображения на базе компьютера. Наиболее габаритная часть СВЗИ — передающая антенна на мачте высотой около 25 м и занимающая площадку размером порядка 50 м х 50 м. Стоимость аппаратуры серийно изготавливаемых СВЗИ (без стоимости монтажных и пусконаладочных работ) — 3...5 млн. рублей. Стоимость монтажных и пусконаладочных работ СВЗИ (с учётом монтажа передающей и приемных антенн) не менее 1...2 млн. руб. Общая стоимость развёртывания и ввода в эксплуатацию одной СВЗИ составляет 4...7 млн. рублей.

СВЗИ обеспечивает с периодичностью 5…15 минут излучение в зенит зондирующих сигналов, принимает отраженный от слоев ионосферы сигнал, осуществляет расчет и отображение вертикального высотного профиля ионосферы и параметров ионосферных слоев находящихся непосредственно над антеннами СВЗИ. Невозмущённая ионосфера является относительно постоянной в пределах «пятна» с радиусом 150...250 км. СВЗИ осуществляет контроль параметров ионосферы в пределах этого «пятна» . Стоимость системы мониторинга ионосферы, построенной на основе информационного интегрированных СВЗИ и обеспечивающий такую же зону контроля как один АПК-ПМИ, составит 40...50 млн рублей.

Система пассивного контроля ионосферы на базе АПК-ПМИ

Система пассивного контроля ионосферы на базе АПК-ПМИ

Низкие

эксплуатационные

расходы

Высокая степень автоматизации и надежности

Небольшое количество разворачиваемых

АПК-ПМИ

Система оперативного пассивного контроля ионосферы с использованием ГНСС ГЛОНАСС/GPS может быть создана на основе:

1. Пространственно распределенных АПК-ПМИ.

2. Любых средств передачи данных.

3. Аппаратно-программного комплекса приёма , сбора , обработки и архивирования ионосферной информации (АПК ПОИ).

 

Учитывая территориальную протяженность России (4000 х 9000км) и радиус зоны контроля одного АПК-ПМИ, для обеспечения контроля состояния ионосферы над всей территорией России достаточно развернуть 15...20 АПК-ПМИ, объединенных в единую информационную систему. Система пассивного контроля ионосферы на базе АПК-ПМИ. Для повышения достоверности получаемых результатов ионосферного мониторинга, а также повышения надёжности функционирования предлагаемой системы целесообразно увеличение количества используемых в системе АПК-ПМИ до 25 единиц, а так же интегрирование в данную систему других средств ионосферного контроля, в том числе СВЗИ. Система позволит обеспечить с бор и совместную обработку информации от всех интегрированных в нее активных и пассивных средств, формирование единой базы текущих ионосферных данных по всей территории России и прилегающих регионов.

© АО «СТТ груп» г.Москва 2009–2016

 

info@cttgroup.ru

+7 (495) 545–45–40

Андроновское ш., д. 26, стр. 5