Исследования на морской экспериментальной станции МЭС "Мыс Шульца" (Константинов)

Year
2023
Expedition type
POI FEB RAS Expeditions
Expedition form
Coastal
Район исследований
бухта Витязь
Сроки проведения экспедиции
период 24.04.2023–31.12. 2023 г.
Цели экспедиции
  • разработка новых оптических методов и технических средств исследования океана и атмосферы;
  • создание комплекса устройств и программных приложений для контроля основных характеристик поверхности моря и состояния атмосферы в прибрежной зоне; 
  • создание оптических методов и средств, контроля поверхностных загрязнений, основанных на компьютерной обработке временной последовательности поляризационных изображений морской поверхности, полученных с берега, борта судна или БПЛА;
  • разработка методов восстановления изображения подводных объектов, искаженных поверхностным волнением на основе модели переноса изображения через взволнованную морскую поверхность.
  • установка приемников, тестирование и калибровка аппаратно-программного комплекса локализации атмосферных электрических разрядов.
Задачи экспедиции
  • поляризационный оптический мониторинг прибрежной зоны;
  • исследования угловых зависимостей оптических поляризационных контрастов поверхностных проявлений внутренних волн, вихревых образований, поверхностных загрязнений и поверхностных неоднородностей шероховатости морской поверхности, обусловленной ветровыми неоднородностями; 
  • разработка и испытания аппаратуры дистанционного контроля состояния морской поверхности и верхнего слоя океана; 
  • разработка программно-аппаратных средств исследования океана и атмосферы в реальном масштабе времени в оптическом диапазоне;
  • расстановка приемников аппаратно-программного комплекса (АПК) грозопеленгационной системы «Алвес».;
  • тестирование АПК «Алвес» и сравнение его данных с данными глобальной сети WWLLN; 
  • разработка программно-аппаратных средств видеорегистрации электрических разрядов в атмосфере в прибрежной зоне для тестирования и калибровки АПК «Алвес».
Предварительные научные результаты

Для достижения цели экспедиционных работ созданы технические средства зондирования наземного и судового базирования, а также методы и программные средства, позволяющие повысить информативность и точность дистанционных измерений за счет калибровки и верификации средств измерения и сравнения разнородных данных дистанционного зондирования. 

Разработаны приборы для поляризационного мониторинга прибрежной зоны, калибровки и верификации съемочной аппаратуры, устройства углового позиционирования оптических приборов, синхронные приводы поляроидов-анализаторов, видеопоряриметры различных модификаций, алгоритмы и программное обеспечение, обеспечивающие контроль функционирования, сбор данных и мониторинг прибрежной зоны. При реализации программно - аппаратных средств применялись микропроцессорные средства на базе ARDUINO. Программные примитивы для скетчей ARDUINO и программ MATLAB и OCTEVE для управления положением оптических датчиков и съема информации с устройств, находящихся под управлением ARDUINO, похожи. Изменяются только стратегии управления, разрабатываемые на языке более высокого уровня MATLAB и OCTEVE, в зависимости от решаемой задачи. 

Оптические устройства разрабатывались с использованием САПР и технологии 3D печати. Чертежи конструкция камеры и спектрометра разрабатывались в системе автоматического проектирования (САПР) КОМПАС 3D v 16. Затем распечатывали на 3D принтере ANYCUBICK PRUSHA I3. в качестве материала для печати использовали пластик PETG и PLA. 

Разработаны и прошли испытания программно-аппаратные средства видеорегистрации электрических разрядов в атмосфере в прибрежной зоне для тестирования и калибровки АПК «Алвес».

В лабораторном помещении №2 в 2023 году провели профилактические работы на комплексе экспериментальной региональной сети локализации электрических разрядов в атмосфере для оценки грозовой активности на акватории дальневосточных морей и территориях Дальнего Востока России. Комплекс предназначен для фиксации и прогноза опасных явлений погоды, связанных с состоянием атмосферы. В настоящее время комплекс функционирует в полном объеме.

Программное обеспечение позволяет управлять несколькими датчиками и устройствами, получать информацию разного характера, например, текущее положение двигателей данные о температуре, давлении атмосферного воздуха точное время, географические координаты и т.п.