В России разработали универсальную математическую модель для точной навигации судов.
Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (ЛЭТИ) создали математическую модель для повышенной точности навигации судов. Эта модель позволит с большой точностью обнаруживать объекты на водной поверхности даже в сложных метеоусловия как штормовых условиях.
В пресс-службе ВУЗа прокомментировали:
Новая универсальная математическая модель повысит точность навигации судов и обнаружения малоразмерных объектов на фоне морской поверхности. Разработка позволит избежать неоднозначности оценки волнения моря при использовании различных шкал состояния моря и обеспечить более предсказуемую работу радиолокационных систем, что поможет точнее обнаруживать объекты на водной поверхности даже в штормовых условиях.Эффективность работы радиолокационных систем (РЛС) напрямую зависит от состояния моря, так как волны отражают радиосигнал и создают помехи, которые скрывают небольшие суда, спасательные плоты или другие объекты.
Для оценки интенсивности отражения радиолокационного сигнала от поверхности есть несколько способов:
Таблица Натансона, созданная на основе экспериментов в середине XX века; шкала Дугласа – система оценки волнения моря в баллах, разработанная в XIX веке;
Шкала Всемирной метеорологической организации. Кроме того, в России действует шкала волнения моря главного управления гидрометеорологической службы от 1953 года.
По данным пресс-службы ВУЗа, при переводе между этими системами возникают неточности, это может приводить к ошибкам в моделях отражения радиосигнала и снижению точности работы РЛС. Также современные математические модели, используемые в навигации, имеют ограничения.
Например, модель GIT (Georgia Institute of Technology), широко применяемая, хорошо согласуется с данными при волнении моря от 4 до 9 баллов. Но при слабом волнении возникают значительные расхождения, что увеличивает вероятность пропуска небольших объектов на воде.
Созданная ученые из ЛЭТИ новая математическая модель не привязана к оценке волнения моря в баллах.
Старший научный сотрудник кафедры радиотехнических систем СПбГЭТУ Вячеслав Михайлов рассказал:
Наша модель позволяет переводить любую шкалу волнения – Дугласа, Всемирной метеорологической организации или российскую – в физически измеряемый параметр, значимую высоту волн – и получать точный результат. При этом формула модели проще существующих аналогов, поскольку для расчета требуется меньше переменных. Разработка может использоваться в гражданских радиолокационных системах, в системах управления беспилотными судами, в морском экологическом мониторинге, а также в системах обеспечения безопасности морских перевозок и поисково-спасательных операциях.
Данное исследование выполнено в составе государственного задания министерства науки и высшего образования. Новая модель устраняет сложившиеся несоответствие между всеми шкалами и позволяет РЛС работать корректно независимо от источника метеорологических данных. Это особенно важно для современных цифровых навигационных систем, которые объединяют данные спутниковых наблюдений, метеослужб и бортовых датчиков.
