Разработка автономной измерительной системы для гидроэкологичсеких исследований

В настоящее время водная среда нашей планеты сильно загрязнена. За­грязнение происходит многими веществами и по разным причинам. Для оптимальной оценки состояния водных ресурсов нужно проводить досто­верные исследования в океанологии, то есть натуральные эксперименты. Зная оценку загрязнения, можно вывести причину и составить путь реше­ния проблемы. Мы предлагаем проведение натурального эксперимента ав­тономными необитаемыми подводными аппаратами (АНПА).

Актуальным вопросом для получения точных результатов измерений параметров подводной среды с исследовательского судна является влияние поверхностного волнового возмущения на измерительную систему, вызы­ваемое использованием кабельной линии связи. Кабельная линия ограничи­вает также и пространство исследований.

Поэтому перспективным направлением является разработка полностью автономных измерительных систем, не требующих механической связи с судном обеспечения. Задача не совсем простая, но уж коль скоро современные технологии позволяют даже детские часы делать "умными" (посмотрите, кстати, довольно интересная вещь https://smartbobr.ru/umnye-chasy/umnye-chasy-dlya-detej/), то уж в более важных отраслях с этим справятся.

Принцип работы АНПА: аппарат приводится в действие из-за изменения плавучести, что достигается насосами от аккумулятора.

АНПА предназначен для измерения температуры и солености морской воды. На поверхности через антенну Е он передает записанные данные.

Разработаны концепция, структура и состав системы

Функционально система состоит из четырех основных подсистем:

• управления перемещения в пространстве;
• измерения океанологических параметров;
• связи и передачи информации в береговой Центр управления;
• навигации.

В состав подсистемы управления перемещением входят датчики на­правлений, крена, дифферента и глубины погружения, устройство обработ­ки информации и исполнительные двигатели.

В состав подсистемы измерения океанологических параметров входят каналы измерения температуры, удельной электрической проводимости морской воды и гидростатического давления, устройство обработки ин­формации и буферное ОЗУ.

Приём командной и передача измерительной информации осуществля­ются с помощью спутниковой системы Iridium.

Для определения текущих координат системы используется интегриро­ванная навигационная система на базе спутниковой системы GPS и инерци- им.пой системы навигации.

Экспериментальный образец системы строится на базе микрокомпьюте­ра и формате PCI 104 — ICOP-6056Е2, платы сбора данных АЛЛ0411, 12- канальный Е приемник HRAX02, GSM/GPRS модем Siemens МГ45.

Основными критериями проектирования являлись обеспечение долговременной метрологической надежности измерительных каналов, минимизация энергопотребления, эффективное навигационное обеспечение исследований, согласованное с уровнем пространственной изменчивости изме­римых элементов, эффективная система обмена данными с центром сбора минных и управления, а также современная технология изготовления эле­ментов системы, которая может быть достигнута лишь промышленным способом при определяющем модульном принципе построения.