ИНТЕГРАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ В БЕСПИЛОТНЫЕ НАДВОДНЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ МОНИТОРИНГОВЫХ РАБОТ В ПРИБРЕЖНЫХ РАЙОНАХ

  • В. В. Никишин ФГБОУ ВО Севастопольский государственный университет
  • А. В. Багаев ФГБУН ФИЦ Морской гидрофизический институт РАН
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2023.51(2).5
Ключевые слова: универсальный модуль регистрации, океанологические наблюдения, беспилотный надводный аппарат

Аннотация

Оперативные океанологические исследования в прибрежной зоне моря – это не только наукоемкая задача, но и востребованная услуга с высокой практической значимостью. Беспилотные надводные аппараты (БНА) позволяют перемещать эхолоты, кондуктометры, пробоотборники и другие измерительные средства по поверхности моря и осуществлять измерения без непосредственного участия человека. Их применение ускоряет организацию и проведение экспедиций, расширяет район исследования, так как благодаря своим малым размерам они могут работать в мелководных районах со сложной орографией берега, где суда с экипажем применять опасно. В настоящей работе представлено решение инженерной задачи разработки комплексной системы, состоящей из модуля регистрации параметров от цифровых и аналоговых измерительных приборов, модуля регистрации географических координат и носителя в виде беспилотного надводного аппарата. Разработанный комплекс имеет низкую себестоимость, простоту тиражирования и потенциал для модернизации путем расширения номенклатуры подключаемых приборов. Приведены результаты применения комплекса в прибрежных районах западного побережья Крыма и на гидрологических объектах в экспедициях различной длительности.

Литература


  1. Амосова Е. В., Кропачев Д. Ю., Паздерин Д. С. Система мониторинга температур протяженных объектов в вечномерзлых грунтах // Экспозиция. Нефть. Газ. 2011. № 6. https://cyberleninka.ru/article/n/sistema-monitoringa-temperatur-protyazhennyh-obektov-v-vechnomerzlyh-gruntah (дата обращения: 28.04.2023).

  2. В Крыму началась переброска воды из Кадыковского карьера в Севастополь // РИА Новости [сайт]. 2020. https://ria.ru/20201219/sevastopol-1590021413.html (дата обращения 27.03.2023).

  3. В Севастополь стали подавать воду из озера у горы Гасфорта // Российская газета [сайт]. 2020. https://rg.ru/2020/12/15/reg-ufo/v-sevastopol-stali-podavat-vodu-iz-ozera-u-gory-gasforta.html (дата обращения 27.03.2023).

  4. Датчик ТМА-21 // Планета Инфо [сайт]. 2022. https://datchiki.com/product/datchik-provodimosti-tma-21 (дата обращения 27.03.2023).

  5. Датчик ТМА-51 // Планета Инфо [сайт]. 2022. https://datchiki.com/product/datchik-rastvorennogo-kisloroda-v-vode-tma-51 (дата обращения 27.03.2023).

  6. Каевицер В. И., Кривцов А. П., Разманов В. М., Смольянинов И. В., Элбакидзе А. В., Денисов Е. Ю. Дистанционно управляемый катер с гидролокатором бокового обзора для картографирования дна малых водоемов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2016. № 10 (183). https://cyberleninka.ru/article/n/distantsionno-upravlyaemyy-kater-s-gidrolokatorom-bokovogo-obzora-dlya-kartografirovaniya-dna-malyh-vodoemov (дата обра­щения: 28.04.2023).

  7. Мотыжев С. В., Лунев Е. Г., Толстошеев А. П. Развитие дрифтерных технологий и их внедрение в практику океанографических наблюдений в Черном море и Мировом океане. Севастополь: Морской гидрофизический институт НАН Украины, 2011.

  8. Неделько, А. Ю. Контроллеры цифровых датчиков температуры // Автоматизация в промышленности. 2012. № 1. С. 54–55. EDN OWHYDT.

  9. Озеров М. В. Дрейфующая система сбора океанографических данных переменного глубинного профиля // Труды Крыловского государственного научного центра. 2018. Спец. вып. 1. С. 235–241. https://doi.org/10.24937/2542-2324-2018-1-S-I-235-241.

  10. Островский А. Г., Зацепин А. Г., Соловьев А. Г., Цибульский А. Л., Швоев Д. А. Автономный мобильный аппаратно-программный комплекс вертикального зондирования морской среды на заякоренной подводной станции. М.: Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, 2012.

  11. Патент на полезную модель № 183764 U1 Российская Федерация, МПК G01R 19/00, G01L 9/00. Универсальный автономный беспроводной измеритель-коммутатор контроллеров и датчиков с цифровыми и аналоговыми выходами: № 2017131133: заявл. 04.09.2017: опубл. 02.10.2018 / А. В. Голдобин, М. С. Горбунов, В. А. Машицкий; заявитель: ООО «РосСпецМонтажАвтоматика». EDN WAHNRA.

  12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022617807 Российская Федерация. Программное обеспечение реального времени распределенного отказоустойчивого бортового комплекса датчиков, контроллеров и устройств связи беспилотного летательного аппарата на цифровой шине: № 2022616391: заявл. 13.04.2022: опубл. 26.04.2022 / Д. А. Пономарев, К. А. Бурдинов, А. А. Биляев [и др.]; заявитель: ООО «ЗИЛАНТ РОБОТИКС». EDN PSYINS.

  13. AtmelStudio 7 // Microchip [сайт]. 2022. https://microchipdeveloper.com/atstudio:studio7intro (дата обращения 27.03.2023).

  14. Bagaev A. V., Nikishin V. V., Rauen T. V., Verzhevskaya L. V., Scherbachenko S. V. Local changes of physical and biological parameters of the Sevastopol bay surface waters under the influence of rain drainage // Physical Oceanography. 2022. Vol. 29. No. 2. P. 152–171. https://doi.org/10.22449/1573-160X-2022-2-152-171.

  15. Bayankina T. M., Godin E. A., Zhuk E. V., Ingerov A. V., Isaeva E. A., Vetsalo M. P. Information Resources of Marine Hydrophysical Institute, RAS: Current State and Development Prospects. In: Chaplina T. (eds) Processes in GeoMedia. 2021. Volume II. P. 187–197. Springer Geology. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-53521-6_22.

  16. Chen Yanhu, Yang C., Li D., Jin B., Chen Ying Design and Application of a Junction Box for Cabled Ocean Observatories // Marine Technology Society Journal. 2012. No. 46. P. 50–63. https://doi.org/10.4031/MTSJ.46.3.4.

  17. ECHOMAP CHIRP 42DV/CV // НАВИКОМ [сайт]. 2022. https://www.garmin.ru/eholoty/catalog/echomap/echomap-chirp-42dv/ (дата обращения 27.03.2023)

  18. FGPMMOPA6C GPS Standalone Module Data Sheet // GlobalTop Technology Inc. [сайт]. 2011. https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/GlobalTop-FGPMMOPA6C-Datasheet-V0A-Preliminary.pdf (дата обращения 27.03.2023).

  19. Nikishin V., Durmanov M., Skorik I. Autonomous Unmanned Surface Vehicle for Water Surface Monitoring // TransNav. International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. 2020. Vol. 14. No. 4. P. 853–858. https://doi.org/10.12716/1001.14.04.09.

  20. Orekhova N. A., Varenik A. V. Current hydrochemical regime of the Sevastopol Bay // Physical Oceanography. 2018. Vol. 25. No. 2. P. 124–135. https://doi.org/10.22449/1573-160X-2018-2-124–135.

  21. Ribas-Ribas M., Zappa C. J., Wurl O. Technologies for observing the near sea surface. In: E. S. Kappel, S. K. Juniper, S. Seeyave, E. Smith, and M. Visbeck (eds). Frontiers in Ocean Observing: Documenting Ecosystems, Understanding Environmental Changes, Forecasting Hazards // A Supplement to Oceanography. 2021. Vol. 34. Iss. 4. P. 88–89. https://doi.org/10.5670/oceanog.2021.supplement.02-32.

  22. Zhang Feng, Zhang Zhifeng, Sa Xiao, Kai Xie, Jiawei Ni, Haolun Gu, Yong Wu, Yang Ning, and Qingchao Xia. “Design and Implementation for the High Voltage DC-DC Converter of the Subsea Observation Network” // Journal of Marine Science and Engineering. 2021. Vol. 9. No. 7. P. 712. https://doi.org/10.3390/jmse9070712.
Опубликован
2023-07-19
Выпуск
Том 51 № 2 (2023): Океанологические исследования
Раздел
Морская техника и приборы

Передача авторских прав происходит на основании лицензионного договора между Автором и Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)