ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Данная работа является результатом опытно-конструкторской работы специального конструкторского бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН г. Южно-Сахалинск.

При проведении экологического мониторинга широко используются различные средства гидрофизического наблюдения, в том числе автономные гидрофизические станции.

Предлагаемая автономная гидрофизическая станция (АГС) предназначена для измерения и регистрации в придонном слое в автономном режиме (реальная предельная глубина определяется наименьшей рабочей глубиной из применяемых гидрофизических и экологических датчиков) и на этапах погружения и всплытия станции, гидрофизической информации на цифровые накопители. Установка АГС на дно обеспечивается свободным погружением с помощью балласта на гайдропе и всплытие на поверхность за счет положительной плавучести прочного несущего корпуса при отделении балласта.

АГС состоит из аппаратурного модуля, системы определения местоположения АГС и передачи оперативной информации на поверхность моря, системы освобождения от балласта, гидроакустической командной системы и системы регистрации, предварительной обработки и накопления гидрофизической информации, различных гидрофизических датчиков.

Имеется возможность подключения других гидрофизических датчиков, измеряющих, например, содержание кислорода, рН, редокса, хлорофилла, роддамина, нефтепродуктов, фенолов и т.д.

Автономная гидрофизическая станция представляет собой: носитель аппаратуры (НА), состоящий из двух сферических полусфер, изготовленных из алюминиевых сплавов, стянутых болтами на фланцах. Для обеспечения герметичности на специальных канавках, прорезанных по кругу, проложены два уплотнительных кольца. Внутри НА установлены: на верхней полусфере блок гидроакустический (БГА), блок определения ориентации и наклона (ООН), бортовой вычислительный узел (БВУ), устанавливаемый с помощью приборного кольца. На нижней полусфере источник электропитания, датчик герметичности, прибор срочности (ПС) и размыкатель (исполнительная часть с дублирующим механизмом вынесена наружу на специальную площадку нижней полусферы). Снаружи на верхней полусфере на площадке установлены ресивер высокочастотный (приемопередающее гидроакустическое устройство), предназначенный для гидроакустической командной системы (ГАКС); датчик давления (ДД), определяющий текущую глубину погружения станции; датчик электропроводности (ДЭ), датчик температуры (ДТ), электромагнитный датчик течения (ЭДТ), акустический датчик скорости распространения звука (АДЗ), антенна радиолокационного отражателя и радиопередатчика (РА), проблесковый маяк (ПМ), антенна абонентского терминала спутниковой системы связи «Гонец» (ССС) с космической навигационной системой «ГЛОНАСС» (СРНС). За нижнюю полусферу крепится исполнительная часть размыкателя, который связан с балластом посредством гайдропа (троса). Гайдроп выполнен из двух кусков троса, которые соединены с помощью вертлюга.

БГА состоит из модуля гидроакустической командной системы (ГАКС), предназначен для приема гидроакустических команд и передачи гидрофизической информации по гидроакустическому каналу связи.

ГАКС позволяет:

-передавать с обеспечивающего судна на АГС команды управления;

-передавать из АГС на судовой приемно-обрабатывающий комплекс (СПОК) «квитанцию» о приеме и исполнении на донной станции команд управления;

-передавать из АГС на СПОК (по запросу) цифровую информацию о зарегистрированных сигналах;

-передавать из АГС на СПОК телеметрическую информацию о работе системы и узлов АГС и исполнении принятых команд;

-осуществлять поиск и определять местоположение АГС на дне относительно судна;

-передавать на судно об обнаруженных сбоях в аппаратуре ГАКС.

Характеристики сигналов обмена между СПОК и АГС:

-обмен сигналами между судном и АГС осуществляется в диапазоне рабочих частот от 10 до 40 кГц;

-рабочая полоса частот - 1 кГц;

-передача сигналов осуществляется синхронно методом относительной фазовой модуляции со скоростью 200 Бод;

-разделение сигналов между АГС - кодовое;

-количество команд управления, передаваемых на каждую АГС - до 31;

-команды управления выдаются в блок программного управления и накопления АГС в виде 16-разрядных слов;

- количество квитанций, передаваемых из АГС на судно о приеме и исполнении донной станцией команд управления - до 31. Квитанция содержит данные о номере станции, номере принятой команды и ее исполнении.

Работа АГС заключается в следующем.

На борту обеспечивающего судна перед постановкой АГС проходит полный цикл подготовки, включающий в себя включение и тестирование различных узлов и блоков, занесение программы работы станции в программное устройство, задание времени срабатывания исполнительного механизма на приборе срочности. После цикла подготовки АГС с обеспечивающего судна следующего ходом 1-2 узла с помощью бортового крана выводят за борт и осуществляют сброс носителя аппаратуры с балластом. С этого момента АГС начинает погружаться со средней скоростью 1,6 м/с. Герметичный контейнер, выполненный из алюминиевых сплавов, производит «мягкое» придонение с помощью гайдропа на дно. После придонения АГС по программе с ПУ или по команде с ГАКС производит регистрацию, предварительную обработку и накопление гидрофизической информации. Предусмотрен режим регистрации гидрофизической информации на этапе погружения и всплытия АГС. По программе с ПУ или по команде с ГАКС может производиться передача накопленной гидрофизической информации по гидроакустическому каналу с помощью ГАКС.

После всплытия станция включает проблесковый маяк (в ночное время), начинает передавать радиосигнал пеленга через антенну радиолокационного отражателя и радиопередатчика, кодированный сигнал через антенну СРНС. В случае приема сигнала от судового радиолокатора, антенна начинает работать и в режиме активного отражателя. Обнаруженную станцию выбирают на борт судна, используя поплавок с выборочным фалом. После выборки станции производят серию послепостановочных тестов, далее открывают станцию и осуществляют выемку НИ с целью проведения обработки данных.