автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Радиотехническое обеспечение безопасного мореплавания и позиционирования судна в северной части морского района А4

На правах рукописи

РАДИОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОГО МОРЕПЛАВАНИЯ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ СУДНА В СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ МОРСКОГО РАЙОНА А4

Специальность 05.22Л9 — Эксплуатация водного транспорта,

судовождение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Мурманск - 2006

УДК [621.396 + 621.371] : 656.61.052 (043)

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" на кафедре "Судовождение".

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Меньшиков Вячеслав Иванович Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Клементьев Александр Николаевич кандидат технических наук, доцент Браидг Роман Борисович

Ведущая организация: ОАО "Мурманский траловый флот"

на заседании диссертационного совета КМ. 307.009.02 в Мурманском государственном техническом университете по адресу: 183010, г. Мурманск, ул. Спортивная, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мурманского государственного технического университета.

Автореферат разослан ЧЬ" октября 2006 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес ученого секретаря диссертационного совета.

Защита диссертации состоится ноября

часов

Ученый секретарь диссертационного со! доктор химических наук, профессор

Деркач С.Р.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Важнейшей частью инфраструктуры экономического комплекса Крайнего Севера и связующим звеном между российским Дальним Востоком и западными районами страны является Северный морской путь (СМП). Для некоторых районов арктической зоны России морские суда, используемые на СМП в установленных Международными морскими конвенциями рамках безопасной эксплуатации, -единственный способ решения проблемы жизнеобеспечения населения этой зоны.

Промышленная добыча и транспортировка углеводородного сырья с шельфовой зоны северной части морского района А4 невозможны без постоянно проводимой разведки с целью поиска перспективных морских акваторий, в которых имеются запасы этого сырья. Доминирующую роль в процессе освоения акваторий играет навигационная информация, получаемая от спутниковых навигационных систем. Однако при геомагнитных возмущениях, характерных для района А4, точность навигационной информации значительно уменьшается и, как следствие этого, растет вероятность срыва процесса позиционирования и выхода бурового судна за пределы установленного сфероида навигационной безопасности.

Таким образом, радиотехническое обеспечение безопасности мореплавания и позиционирования судна в северной части морского района А4 является актуальной проблемой.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка программно-аппаратного обеспечения, включаемого в состав интеллектуальной эргатической системы для поддержания безопасности мореплавания морских и специализированных судов в северной части морского района А4 и минимизирующего или учитывающего искажения навигационной информации в условиях действия авроральных суббурь.

Для достижения поставленной дели в диссертационной работе необходимо было решить следующие теоретико-экспериментальные задачи:

- составить общее описание квазибезопасного производственного процесса, основанного на множественности рисков, сопутствующих плаванию и позиционированию судна, а также на иерархичности признаков, отражающих свойства системы управления состоянием безопасности мореплавания;

- разработать оптимальный механизм выбора, преобразующий текущую навигационную информацию, в том числе полученную по каналам радиосвязи, надежно действующим в северной части морского района А4, в управления состоянием безопасности мореплавания;

- оценить изменения времени группового распространения радиоволн на трассах в северной части морского района А4 и разработать рекомендации по организации радиосвязи с целью обеспечения безопасности мореплавания;

- разработать модель взаимодействия коротких радиоволн с неодпород носгя ми высокоширотной ионосферы в северной части морского района А4 и оценить величину замедления радиоволны в зависимости от отстройки рабочей частоты относительно критической частоты;

- исследовать дисперсионное уравнение для радиоволны в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы — пучок авроральных электронов'* и разработать рекомендации по учету максимального разброса скоростей электронов во время авроральных суббурь;

- оценить величину дополнительного временного набега при распространении радиоволны в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы - пучок авроральных электронов" и разработать рекомендации по учету этого набега в судовых программно-аппаратных средствах, принимающих информацию по безопасности мореплавания;

- синтезировать модель безопасности навигации для районов плавания судна с повышенным числом навигационных рисков и разработать

алгоритм оценки состояния обсервационного рассеивания, позволяющего конкретизировать закон позиционирования судна в заданной точке;

- разработать программно-аппаратное обеспечение комплекса, позволяющего осуществлять прием, обработку и представление навигационной информации по радиоканалу для повышения безопасности мореплавания и точности позиционирования судна в северной части морского района А4.

Объектом исследований является интеллектуальная эргатическая система, информационно открытая по радиотехническому каналу и ориентированная на обеспечение безопасности мореплавания и точности позиционирования судов в северной части морского района А4.

Предметом исследований является процесс функционирования системы управления состоянием навигации и позиционирования судна в заданной точке, в рамках которого необходимо повысить надежность функционирования этой системы за счет приема и учета дополнительной информации, поступающей на судно по радиоканалам в северной части морского района А4.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

- предложено математическое описание квазибезопасного производственного процесса, включающего как плавание судна по заданному маршруту, так и его позиционирование в заданной точке и основанного на множественности навигационных рисков и иерархичности признаков безопасности;

- дано математическое описание механизма выбора, преобразующего текущую навигационную информацию в управления состоянием навигационного процесса и позиционирования судна в заданной точке;

- впервые описано взаимодействие радиоволн КВ диапазона с неод-нородностями высокоширотной ионосферы и выполнено исследование

дисперсионного уравнения для радиоволн в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы - пучок авроральных электронов";

- даны рекомендации по обеспечению безопасности плавания и безопасному позиционированию судна при изменениях состояния обсервационного рассеивания, полученного с помощью судовой бортовой аппаратуры спутниковой навигационной системы "NAVSTAR—CPS";

- предложены программно-аппаратные средства для оптимизации приема навигационной информации в KB диапазоне применительно к условиям плавания в северной часта морского района А4;

- для прогнозирования целостности системы GPS и оценки точности обсервационного счисления предложены синоптические карты проекции положения овальной зоны полярных сияний на земную поверхность.

Практическая значимость работы. Составлены рекомендации по прие~ му и обработке навигационной информации, которые используются в работе системы управления безопасной эксплуатацией судов компаний Северного бассейна. Эти рекомендации включены в руководства по планированию безопасного навигационного перехода и позиционированию судна при ведении разведочных работ на шельфе в северной части морского района А4.

Внедрение результатов. Результаты исследований внедрены в системы управления безопасной эксплуатацией судов на Северном бассейне, а также используются в учебном процессе при подготовке курсантов по специальности "Судовождение на морских путях" и на курсах переподготовки морских специалистов на факультете повышения квалификации Мурманского государственного технического университета. Внедрение результатов исследования подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы. Основные положения и результаты, полученные в диссертационной работе, были представлены в виде докладов на VII международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация,

радиосвязь" (Воронеж, 2001), международной конференции "Перспективы развития систем связи и навигации на морском и речном транспорте" (Москва, 2002), всероссийской научно-технической конференции "Наука и образование - 2002" (Мурманск), всероссийской научно-технической конференции "Наука и образование - 2003" (Мурманск), международных научно-технических конференциях "Наука и образование", проходивших в 2005 и 2006 гг. в Мурманском государственном техническом университете.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы были опубликованы в одиннадцати статьях.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 120 страницах основного текста и состоит из введения, четырех глав теоретических и экспериментальных исследований, заключения, списка использованной литературы, включающего 93 наименования, и приложения.

Содержание работы

Во введении дано обоснование актуальности диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, а также отмечено, что в силу особенностей исследования литературный обзор выполняется в каждой главе работы по мере изложения материала.

В первой главе представлено математическое описание безопасной . эксплуатации как объекта управления, предложена методика бинарной декомпозиции структуры этого объекта, разработаны математическая модель квазибезопасного производственного процесса и механизм выбора оптимальных управлений, который, преобразуя текущую информацию, обеспечивает поддержание квазибезопасного состояния безопасности мореплавания.

Деятельность на международных морских рынках по предоставлению как транспортных, так и специальных услуг предполагает в качестве обязательного условия ведение производственной деятельности в рамках

управления. Такая деятельность может быть описана с помощью процедуры, замкнутой относительно объединения вида

где TQM - общее управление качеством; ISM - управление безопасной эксплуатацией судна и загрязнением окружающей морской среды, определенное девятой главой Международной Конвенции СОЛАС-74 и Кодексом к ней; ISO - управление качеством продукции или услуг, предоставляемых потребителю и осуществляемых в рамках стандартов ISO.

Исходя из представления (I) в качестве математической модели "безопасности эксплуатации морского судна" как объекта исследования и управления, можно предложить систему с фиксированной структурой, записанную в виде

где множество Р следует рассматривать как элементное множество объекта Г, множество 5 - как правила эксплуатации судна» множество Q - как производственные процессы.

Предпосылкой к реализации декомпозиции объекта (2) с целью выделения его составляющих является предположение о "слоистости" состояния этого объекта. Каждый слой состояния объекта может быть составлен из возможных состояний элементов и их связей. Для этого необходимо лишь применить систему отношений вида <А, Я>, где А - фиксированные качественно-количественные свойства выделяемых элементов и их связей, Я — структура порядка, использующая только соотношение эквивалентности.

При выполнении декомпозиции безопасной эксплуатации судна как объекта используются положения международно-признанных конвенций, таких как СОЛАС-74, МАРПОЛ-78, ПДМНВ-78/95. Решение задачи по декомпозиции графа С, описывающего элементы и связи множества Р, сле-

TQM = ISMUISO,

0)

(2)

дует начинать с преобразования этого графа в симметричную бинарную матрицу М, элементы которой определяются так:

1, если существует ребро (уу^) или у,

О)

О, если ребра не существует.

Если в полученной матрице по главной диагонали располагаются квадратные подматрицы Ми -•> М1 порядка ¡<7,|, [С?3|,.... то такое разбиение будет соответствовать декомпозиции графа О на непересекающиеся множества без учета информационных связей. При составлении матрицы М с порядком я число единиц, не принадлежащих диагональным квадратным подматрицам Ми Мг> А/Л должно быть минимальным и отвечать только информационным связям между отдельными слоями декомпозированного множества Р. Тогда без учета информационных связей правильно подобранное преобразование

М(ъ) = Ч-1МЧ (4)

позволяет оперировать элементной базой объекта Г так, что при этом будет выполняться декомпозиция вида

Далее будем считать, что в результате преобразования (4) получена бинарная подматрица М^, элементы которой связаны признаком принадлежности к навигационной деятельности судна, а навигационный процесс (Зо сг(2, реализуемый на судне, представляет собой множество У, состоящее из N промежуточных образований. Тогда множество У можно поделить на классы

В выделенных классах (5), включающих в себя промежуточные образования множества К, существуют как номинальные признаки безопасности X, если L> 1, так и универсальный признак безопасности Л°, если L = 1.

В соответствии с выражением (5) квазибезопасность производственного процесса Y в целом будет достигаться лишь в том случае, когда выполняется соотношение

z=7xx,n У)-АК>); (6)

или когда признак Xможно считать универсальным Л0 для всего множества К

Любой эргодический производственный процесс, обладающий признаком квазибеэопасностн (б), будет отвечать условию

£<йсф> (7)

которое отражает состояние безопасности навигации при минимуме навигационных рисков.

Внешней функцией любой системы управления безопасностью мореплавания является минимизация навигационных рисков

R(t,t0)=)f(x)dT->min, (8)

'о

гдеДт) - функция рисков.

Если связать функцию рисков^?) с оперативной информацией ПО * {(Цт), и(т), ПхУУх е (0,0}, (9)

которая поступает на судно как от технических средств самого судна, так и извне, то задачу выбора управления безопасностью мореплавания можно свести к разработке механизма выбора, который преобразует поступающую информацию /(/) в оптимальное управление иоп(/) е U.

Судоводитель всегда оценивает будущее состояние безопасности навигации, используя для этого оператор прогнозирования С(»), преобразующий имеющиеся данные (9) в переменную вида

Г (/* 11, и, пг) = G[t\ /(/), и(т | /), ю(т| /); Vt е (f, (']] •

и

Реализовать такую оценку можно, если использовать операцию Y (? | и и, от) = M[Y(t) | /(i), "(т | /), со(т | /); Vt € (í, ?)], которая результативна лишь при наличии оперативной информации /(О и правомочности гипотез

и(т) ■ и(т IÍ), 0)(т) Ш 07(т 1 /) для Vt 6 (/, t']. (10)

При разработке механизма выбора управлений состоянием безопасности мореплавания было принято, что обновление оперативной информации (9) производится в заданные моменты / = /„, п = 0, к - 1. Такое допущение означает, что в моменты tn с помощью функции выбора (10) определяется управление иДт]^), которое в качестве оптимального можно использовать в промежутке времени те[/л, Если затем применить

принцип оптимальности по Беллману, то оптимальное управление на момент времени t„ можно выбирать так:

«Д* IО = argmm{Rt„, +, I"(т),/(/„)) + R{tn+,, jи(т), I(t„))}, (U) где u(x)eUt тe(/e,/.+l)

В выражении (11) первым слагаемым является прогноз риска R(tny tn+1) на момент t„ при условии существования управления ы(т), вторым слагаемым - имеющийся в момент/„ прогноз риска R(t„+\, при данном ы(т), те(/и)/я+1]; при этом предполагается, что дальнейший выбор

управлений в дискретные моменты будет также оптимальным.

Во второй главе диссертационной работы рассмотрено влияние неоднородных и неравновесных свойств высокоширотной ионосферы на эффективность функционирования судового связного и навигационного оборудования при работе в северной части морского района А4. Показано, что в результате взаимодействия с магнитоориентированными неоднородностями электронной плотности поперечная радиоволна трансформируется в продольно-поперечную с отличной от нуля компонентой электрического

поля вдоль направления распространения (вдоль неоднородности) Получено дисперсионное уравнение для радиоволн, распространяющихся вдоль неоднородности высокоширотной ионосферы

К " {ю2<! - инХI - Щ) / с2[2 - (оф + ин)]}у\ (12)

где щ < 1; и„ > 1; |1 - ц,! > |1 - оф|.

Из вьфажения (12) следует, что фазовая скорость таких радиоволн

К - {с2 [2 - (Оф + ц,)] / (1 - цд 0 - Щ)УА (13)

может изменяться в широких пределах, определяемых частотой радиоволны и концентрациями фоновой плазмы и плазмы неоднородности. При эпгом если выполнено условие (ц, + -> 2, то фазовая скорость У2 стремится к нулю.

Радиоволна с продольной компонентой электрического поля и фазовой скоростью, меньшей скорости света, может взаимодействовать с пучками электронов, вторгающимися в ионосферу во время авроральных суббурь.

Когда моноэнергетический и коллимированный вдоль направления геомагнитного поля (вдоль неоднородности высокоширотной ионосферы как замедляющей структуры) электронный пучок движется со скоростью Уо и попадает в поле бегущей замедленной радиоволны Ег; в результате группировки электронов в пучке появляется переменная составляющая тока /1, удовлетворяющая уравнению

+ 21К¿к = -¿ЬероЕх/тУ0. (14)

Эта переменная создает свое поле, которое подчиняется уравнению <?21//<?22+ к? I/ — ¡Хо дц! сЬ, (15)

и взаимодействует с полем радиоволны, усиливая или ослабляя его.

Таким образом, распространение радиоволн КВ диапазона в условиях авроральных суббурь, т. е. в неоднородной, неравновесной ионосфере, в первом приближении может быть описано следующей системой дифференциальных уравнений:

д\ /&2 +2 ад/д2'к^(гкеер0/тУй)(д1//дг),

д2а / дг2 + к]и=1Х<Д /&.

Если пучок авроральных электронов не модулирован ни по плотности, ни по скорости, а выход неоднородности согласован, т. е. нет отраженных волн, то условия, определяющие постоянные интегрирования уравнения (16), при г = 0 имеют вид и н = 0, дУ<к = 0.

Учитывая, что все переменные изменяются по закону ехр /(<а/ - кх),

где к — постоянная распространения радиоволны в системе "неоднородность высокоширотной ионосферы - пучок авроральных электронов", можно получить условия существования нетривиального решения уравнений (16), которое принимает вид

(к, - к)\К+ = у3- (17)

В частном случае, когда начальная скорость электронов К0 равна фазовой скорости замедленной волны, т. е. кх = кеу безразмерная величина у = (2о/о/4С/о)Ш меньше 1.

Уравнение (17) имеет три корня ¿1,2,3 в К и один корень к -к:. Для первых трех корней уравнения можно приближенно положить кг + к » 2 кг и, следовательно, {К - Л)3 « ¿/у3 или ¿1,2,3 ~ К ~ М>(1)М или в развернутом виде

X 0 + у/2)+1*ау(3)": /2, Г4«-*,( 1-у3/4).

Из волн, бегущих в одном направлении с электронами, первая (с постоянной распространения к\) распространяется медленнее, чем электроны, и возрастает по амплитуде в соответствии с законом ехр (к, у(3)шг/2).

Оценка зависимости времени группового запаздывания Тгр от параметров системы "радиоволна — неоднородность — пучок электронов" проводится в приближении А, = кг по формуле

Дополнительные временные набеги (500 и более мкс) могут вносить существенные коррективы в работу программно-аппаратурных комплексов. При прохождении сигнала от передатчика к приемнику по двум и более различным траекториям запаздывание (задержка А/) может достигать величины, равной или большей длительности элементарных посылок (т). В режиме радиотелеграфии несоблюдение условия приема (А/ < т) приводит к искажениям - дроблению или слиянию сигналов и, следовательно, к ошибкам при приеме информации. При скоростной регистрации фототелеграфных сигналов по КВ радиоканалу появляются искажения в виде двойных линий, нечетких очертаний границ изображения.

В третьей главе приведено обоснование и дано математическое описание безопасного плавания и позиционирования судна при использовании данных спутниковой навигационной системы.

Для решения задачи по обеспечению безопасности навигации при плавании по заданному маршруту применяется соотношение

где Р — вероятность нахождения судна в полосе положения В (здесь В -параметр, обеспечивающий безопасность плавания и заданный доверительным уровнем вероятности относительно планируемой траектории £); х<=Х - точки обсервованной траектории суднаX; ЬеВ.

Решение задачи по обеспечению безопасности навигации в первую очередь зависит от исходного предположения относительно конфигурации системы погрешностей, в которой решается эта задача. Если в качестве

(19)

(20)

исходной гипотезы используется представление о замкнутости линейного движения судна по заданному маршруту, то глобальная эргодичность вероятностной меры вытекает непосредственно из такого представления.

При восстановлении текущей траектории судна и решении задачи по обеспечению навигационной безопасности в современных спутниковых навигационных системах преобладают систематические погрешности. Поэтому методы определения обсервованных координат судна, используемых в спутниковой навигационной аппаратуре (СНА), прежде всего должны исключать именно систематические погрешности, а уже затем минимизировать влияние случайных погрешностей.

Обычно для исключения систематической погрешности используют метод, который сводится к решению операторного уравнения вида

т = с/, (21)

где Р = ||а,УЛ - линейный оператор, заданный матрицей коэффициентов ау, которые формируют процесс преобразования базовых векторов и зависят от геометрии рабочего навигационного созвездия искусственных спутников Земли; х — вектор поправок к текущим координатам, включающих и величину систематической погрешности измерений; V — вектор с компонентами радионавигационного параметра, ограниченного величиной, равной заданному отношению шум / полезный сигнал.

При непрерывности и ограниченности оператора Р в выражении (21) выполняется равенство

Рх = е*, (22)

где - совокупность численных значений, образующих непрерывный и ограниченный спектры.

Выполненный в этой главе анализ позволил составить индикаторную функцию вида

¿л«/1» ^и656*-*'

{О, если в Хв^,

которая показывает, как программный продукт, используемый в СНА, обеспечивает решение задачи (21), минимизируя нечеткость, присущую современным методам обработки навигационных данных. Опираясь именно на эти соображения, авторы разработали модель, обеспечивающую безопасность навигации при обсервационном счислении в районах плавания с высоким уровнем навигационных рисков и анизотропностью поля неопределенности в текущем месте судна.

При решении задач по обеспечению безопасности навигации, в частности при организации безопасного процесса позиционирования судна в заданной точке, как правило, рекомендуется использовать потенциальную точность навигационных систем судовождения. Даже в обычных эксплуатационных условиях текущая точность определения места судна в системе спутниковой навигации "NAVSTAR - GPS" может значительно отличаться от потенциальной. Такое отличие между потенциальной и текущей точностями объясняется наличием ряда системных факторов.

Для оценки влияния состояния обсервационного рассеивания на закон позиционирования судна было принято допущение, что конкретная функция распределения (потенциальная функция) /(дг) е F{x), определенная на обсервационном множестве, удовлетворяет двум условиям:

/<*>- /(*>?)= /(x)/(Y).Vx;re Х;7

Vx;r € Ri,Xt * X/ при 3i, j для 1 < j £ m, * '

где х - метрика обсервационного рассеивания; у - фаза метрики.

Обсервационное множество

(24)

i-i

является разделяющимся и способно дать представление о состоянии рассеивания, причем условия (23) гарантируют "чистоту" разбиения (24) и позволяют надеяться на достоверность разнесения метрик по классам, выделенным в обсервационном рассеивании. В то же время необходимо

учитывать, что достоверность решения задачи по идентификации параметра состояния анизотропии в значительной степени зависит от априорно принятых допущений относительно вида и характера потенциальной функции £~(х) обсервационного рассеивания X.

Практическое использование рассмотренной методики идентификации состояния обсервационных рассеиваний позволяет в зависимости от изменения параметра анизотропии с применять одну из моделей контроля состояния безопасности плавания судна, а также выбирать закон позиционирования судна в заданной точке.

В главе 4 приведены блок-схема и описание программно-аппаратурного комплекса для проведения исследований влияния возмущений ионосферы как среды распространения информационно-навигационных радиосигналов на условия реализации навигационного процесса применительно к северной части морского района А4. Комплекс позволяет судоводителю получать:

— метеорологическую информацию по КВ радиоканалу, контролируемому в реальном времени;

- прогнозную информацию о точности позиционирования и целостности СНС на разных стадиях навигационного процесса при совмещенности карты состоянии космической погоды и навигационной карты.

Первой составляющей комплекса является малогабаритный, интегрированный в компьютер, полностью автоматизированный блок для программируемого приема факсимильной информации по КВ радиоканалу. Этот блок позволяет "исключить" фототелеграфный аппарат и тем самым избавиться от целого ряда экономически невыгодных и экологически вредных позиций и, кроме того, освободиться от ряда неудобств эксплуатационного и технического плана, связанных с тем, что в магистральных радиоприёмниках типа "Сибирь", "Циклоида", "Вспышка" перестройка осуществляется с помощью галетных переключателей. Блок позволяет

IS

принимать, декодировать, отображать на экране и хранить факсимильные карты погоды. При помощи сигналов автоматического управления от передающего факсимильного аппарата осуществляется активизация программы приема, выбор модуля взаимодействия, выбор скорости развертки, фазирование, остановка.

Представлены результаты исследования особенностей приема факсимильных карт погоды. В качестве центра, передающего метеорологическую информацию, был выбран метеорологический центр в Гамбурге (Германия). Радиотрасса Гамбург - Мурманск является субавроральной. Здесь ионосфера контролируется волновым излучении Солнца и подвержена авроральным возмущениям. Принятые метеокарты имеют хорошее качество, позволяют оценивать текущую и прогнозируемую гидрометеорологическую обстановку и принимать необходимые решения.

Вторая составляющая программно-аппаратурного комплекса — блок наклонного зондирования ионосферы (НЗИ) сигналом с непрерывной линейно-частотной модуляцией. Этот блок позволяет контролировать состояние радиоканалов в реальном времени. Некоторые технические характеристики этого блока приведены в таблице:

Параметр Значение

Диапазон частот ДГ 2-30 МГц

Скорость изменения частоты 100,150 кГц/с

Чувствительность 0,6 мкВ

Излучаемая мощность 45 Вт

Браненная синхронизация Сигналы СЕВ, GPS

Основное внимание в работе было направлено на организацию взаимодействия с зарубежными ЛЧМ ионозондами (Инскип, Англия). Скорость изменения ЛЧМ сигнала большинства передатчиков зарубежной сети равна 100 кГц/с. В качестве антенны для приема сигналов мировой сети ЛЧМ ионо-

зондов, а также для передачи сигналов во всех направлениях использовался широкополосный (Ï .4-30 MHz) вертикальный штырь KUM850 HF-AERIAL.

Представлены результаты работы комплекса на прием и передачу JI4M радиосигналов, приведены нонограммы наклонного зондирования, позволяющие после необходимого анализа получать информацию о состоянии радиоканала, в частности определять частоты, оптимальные для радиосвязи. В условиях авроральных возмущений организация эффективной KB радиосвязи возможна только при контроле за радиоканалами в реальном времени; расчеты, основанные на модельных представлениях ионосферы, значимых результатов в таких условиях не дают.

Третьей составляющей программно-аппаратурного комплекса является блок для исследования особенностей функционирования СНС "NAVSTAR" в различных геофизических условиях применительно к северной части морского района A4. Показано, что точность определения местоположения при обеспечении безопасности мореплавании в бассейнах Арктики и Северной Атлантики, а также при проведении специальных работ в высоких широтах с помощью СНС значительно снижается в периоды геомагнитных возмущений. Возрастание значений погрешности позиционирования совпадает по времени с быстрыми, значительными по величине и знаку вариациями горизонтальной компоненты напряженности геомагнитного поля. Для определения географических районов, в которых возможны нарушения работы GPS (сбои, уменьшение точности позиционирования), и времени суток, когда такие нарушения будут отмечаться, использование только одной //-компоненты геомагнитного поля не является достаточным.

Для прогнозирования целостности системы GPS и снижения точности обсервационного счисления предложены синоптические карты проекции положения овальной зоны полярных сияний на земную поверхность. Такие карты удобны для различного рода сопоставлении при решении

навигационных задач и задач динамического позиционирования, поскольку позволяют для конкретных моментов времени и конкретных величин геомагнитного возмущения привязать области среды распространения информационно-навигационных радиосигналов, пораженных неоднород-ностями электронной плотности, к маршруту плавания или месту проведения специальных работ, что помогает планировать упреждающие действия по дублированию систем радиосвязи и радионавигации. Сравнение получаемой информации (об ошибках позиционирования и сбоях в работе GPS, об оптимальном созвездии, углах видимости спутников и их траекториях) со снимками OSC камеры и данными магнитометров позволяет существенно продвинуться в понимании процессов, приводящих к снижению эффективности работы СНС.

В приложении приведено описание технических и программных средств, переводящих магистральный радиоприемник Р160П в программируемый и управляемый с помощью ЭВМ.

Общие выводы и заключение

На основании выполненных исследований, направленных на повышение эффективности управления состоянием безопасности мореплавания, можно сделать следующие выводы:

1. Разработанное программно-аппаратное обеспечение, включенное в состав интеллектуальной эргатической системы, способно поддерживать в заданных пределах состояние безопасности мореплавания судов в северной части морского района А4, минимизируя или учитывая искажения навигационной информации, обусловленные авроральными суббурями.

2. В качестве основы программно-аппаратного обеспечения используется квазибезопасное описание навигационного процесса, основанного на множественности рисков, сопутствующих плаванию и позиционированию

судна, а также на иерархичности признаков, отражающих свойства состояния безопасности мореплавания.

3. Программно-аппаратное обеспечение включает в себя оптимальный механизм выбора, преобразующий априорную и текущую навигационную информацию, в том числе полученную по каналам радиосвязи, надежно действующим в северной части морского района А4, для управления состоянием безопасности мореплавания.

4. При минимизации искажений навигационной информации в программно-аппаратном обеспечении учитываются изменения времени группового распространения радиоволн на трассах в северной части морского района А4 и модель взаимодействия коротких радиоволн с неоднородно-стями высокоширотной ионосферы, а также величина замедления радиоволны в зависимости от отстройки рабочей частоты относительно критической.

5. При оценке работоспособности каналов радиосвязи в морском районе А4 учитываются как особенности функционирования системы "неоднородности высокоширотной ионосферы - пучки авроральных электронов", так и величина дополнительного временного набега при распространении радиоволны в этой системе.

6. Безопасное позиционирование буровых судов и выбор законов позиционирования в северной части морского района А4, относящейся к акваториям с повышенным числом навигационных рисков, следует осуществлять с учетом оценки состояния обсервационного рассеивания, полученного на основе наблюдений координат, измеренных с помощью спутниковой навигационной аппаратуры.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Калитёнков, Н.В. Неоднородности высокоширотной ионосферы — замедляющие структуры для радиоволн / Н.В. Калитёнков // Численные

модели динамических процессов : сборник / КФ АН СССР. - Апатиты, 1954.-С. 88-90.

2. Калитёнков, Н.В. Об искажениях спектра радиосигнала в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы - радиоволна - электронные радиопотоки" / Н.В.Калитёнков // Численные модели динамических процессов : сборник / КФ АН СССР. - Апатиты, 1984. - С. 93-95.

3. Калитёнков, Н.В. Усиление радиосигнала в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы - радиоволна - электронные потоки" / Н.В. Калитёнков И Комплексные исследования полярной ионосферы : сборник / КФ АН СССР. - Апатиты, 1987. - С, 96-100.

4. Калитёнков, Н.В. Методика обеспечения КВ радиосвязи на стационарных радиолиниях и с подвижными наземными, морскими и воздушными объектами / А.Н. Калитёнков // Материалы юбилейн. междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 50-летию МГТУ. - Мурманск, 2000. - С. 96.

5. Исследование геофизических, процессов в Арктике / Н.В. Калитёнков [и др.] // Вести. МГТУ : Тр. Мурман, гос. техн. ун-та, 2001. - Т. 4, № 1. -С. 47-56.

6. Калитёнков, Н.В. Авроральные возмущения и характеристики КВ радиосигналов (Взаимодействие радиоволн с неоднородностями высокоширотной ионосферы и пучками авроральных электронов) / Н.В. Калитёнков К Радиолокация, навигация, связь : материалы VII междунар. конф. — Воронеж, 2001. - С. 666-676.

7. Особенности функционирования и предложения по развитию системы радиосвязи в районе А4 / Н.В. Калитёнков [и др.] // Перспективы развития систем связи и навигации на морском и речном флоте : материалы междунар. конф. — Москва, 2002. - Ч. II. - С-'25—29.

8. Калитёнков, Н.В. Информационная оценка полноты гарантированного планирования судовой операции / Н.В. Калитёнков, В.И. Меньшиков,

М.А. Пасечников // Вестн, МГТУ : Тр. Мурмаи. гос. техн. ун-та, 2004. -Т. 7, № 3. - С. 364-369.

9. Диагностика КВ радиоканалов в интересах обеспечения безопасности мореплавания в Арктике и Северной Атлантике / Н.В. Калитснкоз [и др.] // Наука и образование — 2005 : материалы между пар. научн.-техн. конф. (Мурманск, 6-14 апреля 2005 г.) / Мурман. гос. техн. ун-т. - Мурманск, 2005. - Ч. 7. - С. 275-276.

10. Калитёнков, Н.В. Открытая интеллектуальная система в управлении безопасной навигацией. Радиотехническое обеспечение / II.B. Кали-тёнков, В.И, Меньшиков, К.В. Меньшикова // Наука и образование - 2005 : материалы междунар. научн.-техн. конф. (Мурманск, 6-14 апреля 2005 г.) / Мурман. гос. техн. ун-т. - Мурманск, 2005. - Ч. 7. - С. 268-270.

11. Калитёнков, Н.В. Управление перестройкой частоты и режимами работы судового радиоприемника с помощью ЭВМ / Н.В. Калитснков, H.A. Вдовиченко, A.A. Пакулин // Наука и образование - 2005 : материалы междунар. научн.-техн. конф. (Мурманск, 6-14 апреля 2005 г.) / Мурман. гос. техн. ун-т. - Мурманск, 2005. - Ч. 7. - С. 277-283.

Издательство МГТУ. 183010 Мурманск, Спортивная, 13. Сдано в набор 18.10.2006. Подписано в печать 19.10.2006. Формат 60х841/]в Бум. типографская. Усл. печ. л. 1,39. Уч.-изд. л. 1,09. Заказ 432. Тираж 100 экз.

Введение.

Глава 1. Особенности управления безопасностью судна в районах производственной деятельности со значительными навигационными рисками.

1.1 Формализация процесса "безопасная эксплуатация судна" в рамках международно-применимых морских конвенций.

1.2. Бинарная декомпозиция объекта "безопасность эксплуатации судна".

1.3. Квазибезопасный производственный процесс и условия его существования.

1.4. Оптимальный механизм выбора, преобразующий текущую информацию в управление безопасным производственным процессом.

Выводы по первой главе.

Глава 2. Анализ особенностей изменения времени группового распространения на радиотрассах северной части морского района А4.

2.1. Взаимодействие коротких радиоволн с неоднородностями высокоширотной ионосферы.

2.2. Дисперсионное уравнение для радиоволны в системе неоднородности высокоширотной ионосферы - пучок авроральных электронов".

2.3 Дополнительный набег при распространении радиоволны в системе неоднородности высокоширотной ионосферы - пучок авроральных электронов".

Выводы по второй главе.

Глава 3. Обеспечение безопасности плавания и позиционирования судна с использованием данных спутниковой навигационной системы.

3.1. Модель безопасности навигации при обсервационном счислении пути судна.

3.2. Прием регуляризации определения места судна с помощью спутниковой навигационной аппаратуры.

3.3. Идентификация состояния обсервационного рассеивания, полученного с помощью спутниковой навигационной аппаратуры.

Выводы по третьей главе.

Глава 4. Программно-аппаратные средства для приема информации по безопасности мореплавания по радиоканалу.

4.1. Программно-аппаратные средства для приема факсимильных метеорологических карт по KB радиоканалу.

4.2. Программно-аппаратные средства контроля ионосферного канала связи в реальном масштабе времени.

4.3. Гелиогеофизические возмущения и их влияние на безопасность навигации и точность позиционирования судов.

Выводы по четвертой главе.

Концепция развития Северного морского пути (СМП) на период до 2015 г. определяет цели, принципы и основные направления стабилизации, устойчивого развития и коммерческого использования СМП в условиях рыночной экономики с учетом транспортного обеспечения социально-экономического развития арктической зоны, охраны окружающей среды и укрепления национальной безопасности России. Концепция согласуется с положениями Программы социально-экономического развития Российской Федерации на среднесрочную перспективу. Северный морской путь в соответствии с "Морской доктриной Российской Федерации на период до 2020 г.", Федеральным законом "О внутренних морских водах и территориальном море и прилежащей зоне Российской Федерации" определяется как "исторически сложившаяся национальная единая транспортная коммуникация" Российской Федерации в Арктике. СМП является важнейшей частью инфраструктуры экономического комплекса Крайнего Севера и связующим звеном между российским Дальним Востоком и западными районами страны. Он объединяет в единую транспортную сеть крупнейшие речные артерии Сибири, сухопутные, воздушные и трубопроводные виды транспорта. Морской транспорт - единственное средство для перевозки грузов и жизнеобеспечения населения некоторых районов арктической зоны. На направлении Мурманск - Дудинка осуществляется круглогодичная навигация в целях обеспечения бесперебойной работы Норильского горнометаллургического комбината. СМП - это единственный экономически выгодный путь к запасам полезных ископаемых российского Севера, Сибири и Дальнего Востока. Он является кратчайшим водным путем между портами Европы и стран Азиатско-Тихоокеанского региона. На СМП работают суда транспортного, спасательного, разведочного и природоохранного флотов, линейные, вспомогательные и портовые ледоколы, лоцманские и гидрографические суда; буровые платформы. СМП располагается в пределах Континентального шельфа Российской Федерации, который является крупнейшим в мире. Потенциальные запасы углеводородного сырья шельфовой зоны морей, омывающих побережье нашего государства, составляют более 30 % начальных суммарных ресурсов углеводородов, содержащихся в недрах Мирового океана. Основная часть российского шельфа находится в труднодоступных пределах северной части морского района А4.

Одной из важнейших задач, решаемых с целью обеспечения разведки и промышленной добычи углеводородного сырья в шельфовой зоне северной части морского района А4, является разработка технологий транспортировки углеводородного сырья и способов эффективного позиционирования судна. Географические особенности районов транспортировки углеводородного сырья делают весьма сложной, опасной, неэффективной и дорогостоящей перекачку этого сырья по трубопроводу. Поэтому отечественные промышленники, участвующие в освоении шельфовой зоны Российской Федерации, отдают предпочтение танкерному флоту. Использование танкерного флота для транспортировки углеводородного сырья в сложных гидрометеорологических условиях Крайнего Севера создает определенный риск возникновения аварийных случаев или аварий и, как следствие, экологических катастроф. Основными причинами аварийности судов, использующихся для перевозки углеводородного сырья, являются посадки танкера на мель, столкновения с гидротехническими сооружениями, предназначенными для погрузки углеводородного сырья. Каждый второй случай посадки на мель или столкновения - следствие ошибок планирования производственного или навигационного процесса. Этот "человеческий фактор" является существенным при подтверждении актуальности исследования, выполненного в данной диссертационной работе. Эффективное информационно-навигационное обеспечение -один из важнейших способов повышения безопасности мореплавания. Однако информационно-навигационное обеспечение плавания в северной части морского района А4 затруднено. Эти трудности в значительной степени обусловливаются отдаленностью районов плавания от береговых центров, временной и пространственной изменчивостью высокоширотной ионосферы как среды распространения информационно-навигационных сигналов на высокоширотных радиотрассах берег - судно - берег. Следствием изменчивости ионосферы является нарушение или потеря эффективности работы связных и навигационных радио- и радиотехнических средств. В настоящее время все больший интерес проявляется к исследованиям влияния гелиогеофизической обстановки на эффективность функционирования спутниковых навигационных систем (СНС). Проблема эффективности функционирования СНС в различных гелиогеофизических условиях наиболее актуальна при обеспечении безопасного мореплавания и проведении специальных (в частности, требующих динамического позиционирования) работ в высоких широтах (Северный морской путь, нефтеносные и газоносные районы Арктики и бассейн Северной Атлантики). Здесь ионосферные возмущения наблюдаются практически постоянно, меняется лишь степень их интенсивности. Промышленная добыча и транспортировка углеводородного сырья с шельфовой зоны северной части морского района А4 невозможны без постоянно проводимой разведки и пополнения состава перспективных морских акваторий, в которых имеются запасы этого сырья. Для осуществления разведочных работ по поиску углеводородного сырья как в России, так и за рубежом используются специализированные суда, оснащенные системами динамического позиционирования (СДП), позволяющими обеспечивать надежную и точную стабилизацию местоположения судна при выполнении им буровых операций. Удержание судна в заданных координатах с необходимой точностью осуществляется с помощью подруливающих устройств по командам СДП без применения якорей. Доминирующую роль в процессе управления судном с помощью СДП играет навигационная информация, получаемая от американской спутниковой навигационной системы (СНС) "NAVSTAR - GPS", т. е. фактически на буровых судах используется навигационная информация, поступающая от дифференциального варианта GPS. Система GPS применяется для вывода буровых судов в заданную точку, позиционирования судна в заданной точке, стыковки скважин со средней точностью, выраженной в средних квадратических погрешностях, не более 5 м. В отдельные периоды отмечалось снижение точности навигационной информации и, как следствие, уменьшение точности управления буровым судном при его позиционировании. Значительное падение точности управления процессом позиционирования может привести к выходу бурового судна за пределы установленного сфероида навигационной безопасности; это может привести к экологической катастрофе или навигационному происшествию.

Преобразование Северного морского пути в международную морскую грузовую трассу, освоение и разведка месторождений углеводородного сырья, а также необходимость обеспечения безопасной в навигационном смысле транспортировки грузов как по СМП, так и от разведанных месторождений до пунктов его приема определяют актуальность исследования. В качестве объекта исследования рассматривается интеллектуальная эргатическая система, информационно открытая по радиотехническому каналу и ориентированная на обеспечение безопасности мореплавания, включающей и безопасность позиционирования судов, в северной части морского района А4.

Целью диссертационной работы является разработка программно-аппаратного обеспечения, включаемого в состав интеллектуальной эргатиче-ской системы для поддержания безопасности мореплавания судов в северной части морского района А4 и минимизирующего или учитывающего искажения навигационной информации в условиях действия авроральных суббурь.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие теоретико-экспериментальные задачи:

- дать лингвистическое описание состояния безопасной эксплуатации судна, которое позволило бы с помощью только бинарной декомпозиции выделить в качестве объекта дальнейшего исследования состояние безопасности мореплавания;

- оценить надежность функционирования системы управления состоянием безопасности мореплавания как объекта и сформулировать требования для ее включения в контур управления интеллектуальной эргатической системы, открытой в информационном смысле;

- составить общее описание квазибезопасного производственного процесса, основанного на множественности рисков, сопутствующих плаванию и позиционированию судна, а также на иерархичности признаков, отражающих свойства состояния безопасности мореплавания;

- разработать оптимальный механизм выбора, преобразующий текущую навигационную информацию, в том числе и полученную по каналам радиосвязи, действующим в северной части морского района А4, в управления состоянием безопасности мореплавания;

- синтезировать модель взаимодействия коротких радиоволн с неодно-родностями высокоширотной ионосферы в северной части морского района А 4 и оценить величину замедления радиоволны в зависимости от отстройки рабочей частоты относительно критической частоты;

- исследовать дисперсионное уравнение для радиоволны в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы - пучки авроральных электронов" и разработать рекомендации по учету максимального разброса скоростей электронов во время авроральных суббурь;

- оценить величину дополнительного временного набега при распространении радиоволны в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы - пучок авроральных электронов" и разработать рекомендации по учету этого набега в судовых программно-аппаратных средствах, принимающих информацию по безопасности мореплавания;

- составить модель безопасности навигации для районов плавания судна с повышенным числом навигационных рисков и разработать алгоритм оценки состояния обсервационного рассеивания, позволяющего конкретизировать закон позиционирования судна в заданной точке.

- разработать программно-аппаратное обеспечение комплекса для приема, обработки и представления навигационной информации по радиоканалу для повышения безопасности мореплавания и точности позиционирования судна в KB диапазоне в северной части морского района А4.

Сформулированные задачи исследования последовательно решаются в четырех главах диссертационной работы и приложении к главе 4, иллюстрированы 30 рисунками и представлены в одной таблице.

Выводы по четвертой главе:

1. На судах морского и рыбодобывающего флотов работа в режиме фототелеграфии ведется в основном в декаметровом диапазоне.

2. Разработанный автором диссертационной работы малогабаритный автоматизированный комплекс по приему, представлению и хранению факсимильной информации за время экспериментальной эксплуатации показал свою эффективность. Программные средства комплекса позволяют оценивать текущую и прогнозируемую гидрометеорологическую обстановку даже в условиях субавроральных трасс и способствуют принятию решений, направленных на поддержание заданного уровня состояния безопасности мореплавания.

3. Качество связи в диапазоне ДКМВ зависит от состояния ионосферы, поэтому для оценки работоспособности радиоканала в этом диапазоне диагностические радиотрассы оборудуются комплексами наклонного зондирования ионосферы, использующими сигнал с непрерывной линейно-частотной модуляцией.

4. В Морской академии МГТУ под руководством автора диссертации развернут JI4M ионозонд и проводятся экспериментальные работы с целью получения информации о состоянии радиоканалов в реальном времени и нахождения оптимальных частот для организации радиосвязи по обеспечению судов данными относительно текущего и будущего состояния безопасности мореплавания.

5. Для исследования особенностей функционирования системы спутниковой радионавигации в различных гелиогеофизических условиях и способности этой системы поддерживать состояние безопасности мореплавания в районах Арктики и Северной Атлантики в Морской академии МГТУ под руководством автора диссертации разработан, развернут и внедрен программно-аппаратурный комплекс.

6. Использование программно-аппаратурного комплекса позволит установить физические процессы в ионосфере, которые приводят к снижению эффективности работы GPS - нарушениям целостности системы, снижению точности обсервационного счисления.

7. Для прогнозирования целостности системы GPS и снижения точности обсервационного счисления предлагается использовать синоптические карты проекции положения овальной зоны полярных сияний на земную поверхность для времени в шкале UTS.

8. Синоптические карты достаточно удобны для обеспечения безопасности мореплавания, поскольку позволяют для конкретных моментов времени и конкретных величин геомагнитного возмущения привязать области распространения информационно-навигационных радиосигналов, пораженных неоднородностями электронной плотности, к районам эксплуатации судов и спланировать корректирующие действия, направленные на дублирование / комплексирование систем радиосвязи и радионавигации.

Заключение

К предмету настоящего исследования следует отнести процесс функционирования системы управления состоянием навигации и позиционирования судна в заданной точке и повышения надежности этого функционирования за счет приема дополнительной информации, поступающей на судно по радиоканалам KB диапазона в северной части морского района А4.

В процессе проведения исследований были получены следующие новые научные результаты:

- дано математическое описание квазибезопасного производственного процесса, включающего как плавание судна по заданному маршруту, так и его позиционирование в заданной точке и основанного на множественности навигационных рисков и иерархичности признаков безопасности;

- дано математическое описание механизма выбора, преобразующего текущую навигационную информацию в управления состоянием навигационного процесса и состоянием позиционирования судна в заданной точке;

- впервые представлено описание взаимодействия радиоволн KB диапазона с неоднородностями высокоширотной ионосферы и выполнено исследование дисперсионного уравнения для радиоволн в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы - пучок авроральных электронов";

- даны рекомендации по обеспечению безопасности плавания и безопасному позиционированию судна при изменениях в состоянии обсервационного рассеивания, полученного с помощью судовой бортовой аппаратуры спутниковой навигационной системы "NAVSTAR - GPS";

- предложены к использованию программно-аппаратные методы для приема навигационной информации в KB диапазоне применительно к условиям мореплавания в северной части морского района А4.

Эти результаты были получены автором в ходе исследований, направленных на общее повышение эффективности управления состоянием безопасной эксплуатации судов. Приведенный перечень новых научных результатов является частью общего списка, который приведен ниже:

- дано лингвистическое описание состояния безопасной эксплуатации судна, которое позволило с помощью только бинарной декомпозиции выделить в качестве объекта дальнейшего исследования состояние безопасности мореплавания, включающее как плавание по заданному маршруту, так и позиционирование судна в заданной точке;

- оценена надежность функционирования состояния безопасности мореплавания как объекта и сформулированы требования для ее включения в контур управления интеллектуальной эргатической системы, открытой в информационном смысле;

- составлено общее описание квазибезопасного производственного процесса, основанного на множественности рисков, сопутствующих плаванию и позиционированию судна, а также на иерархичности признаков, отражающих свойства состояния безопасности мореплавания;

- разработан оптимальный механизм выбора, преобразующий текущую навигационную информацию, в том числе и полученную по каналам радиосвязи в северной части морского района А4, в управления состоянием безопасности мореплавания;

- оценены изменения времени группового распространения радиоволн на трассах в северной части морского района А4 и даны рекомендации по учету этого эффекта в существующих методиках по организации радиосвязи с целью обеспечения безопасности мореплавания;

- составлена модель взаимодействия коротких радиоволн с неоднород-ностями высокоширотной ионосферы в северной части морского района А4 и оценена величина замедления в функции отстройки рабочей частоты относительно критической;

- исследовано дисперсионное уравнение для радиоволн в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы - пучки авроральных электронов" и даны рекомендации по учету максимального разброса скоростей электронов во время авроральных суббурь;

- оценена величина дополнительного набега при распространении радиоволны в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы - пучок авроральных электронов" и разработаны рекомендации по его учету в судовых программно-аппаратных средствах, принимающих информацию по безопасности мореплавания;

- составлена модель безопасности навигации для районов плавания судна с повышенным числом навигационных рисков и разработан алгоритм оценки состояния обсервационного рассеивания, позволяющего конкретизировать закон позиционирования судна в заданной точке;

- разработан программно-аппаратный комплекс для приема, обработки и представления навигационной информации в интересах обеспечения безопасности плавания и позиционирования судна применительно к северной части морского района А4.

1. Амелин, B.C. О критерии минимума ширины ходовой полосы / B.C. Амелин, Л.Н. Тримонов // Тр. НИИВТ. - 1979. - № 147. - С. 111-113.

2. Арпиайнен, В.А. К вопросу о предварительной штурманской прокладке рейса / В.А. Арпиайнен // Судовождение : сб. науч. тр. / ЛВИМУ. -1979.-Вып. 24.-С. 39-44.

3. Афраймович, Э.Л. Геомагнитные возмущения и функционирование навигационной системы GPS / Э.Л. Афраймович, О.С. Лесюта, И.И. Ушаков // Геомагнетизм и аэрономия. 2002. - Т. 42, № 2. - С. 220-227.

4. Бабич, О.И. Приближенный расчет навигационной безопасности / О.И. Бабич // Мор. трансп. Сер. Судовождение и связь : экспресс-информация / Мортехинформреклама. 1986. - Вып. 10 (195). - С. 8-10.

5. Баранов, Ю.К. Определение места судна с помощью навигационных спутников / Ю.К. Баранов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1988. - 208 с.

6. Бокс, Дж. Анализ временных рядов. Прогноз управления / Дж.Бокс, Г.М.Дженкинс. М.: Мир, 1974. - 379 с.

7. Брайсон, А.Е., Хо Ю Ши. Прикладная теория оптимального управления / А.Е.Брайсон, Ши Хо Ю. М.: Мир, 1972. - 544с.

8. Бухановский, И.Л. Радиолокационные методы судовождения / И.Л. Бухановский. М.: Транспорт, 1970. - 240 с.

9. Вагущенко, Л.Л. Обработка навигационных данных на ЭВМ / Л.Л. Вагущенко. М.: Транспорт, 1985. - 144 с.

10. Вагущенко, Л.Л. Описание отклонения судна от траектории в результате действия ненаблюдаемых при счислении факторов / Л.Л. Вагущенко, Д.Н. Коваленко // Кибернетика и вычислительная техника : сб. науч. тр. Киев, 1979. - № 46. - С. 66-69.

11. Вагущенко, Л.Л. Теоретический метод оценки траекторных характеристик / Л.Л. Вагущненко, Д.К. Коваленко, Ю.Н. Козаченко. Одесса : ОВИМУ, 1990. - 9 с. - Рус. - Деп. в В/О Мортехинформреклама, № 1092-мф.

12. Вагущенко, Л.Л. Точность и надежность квазиоднородных процессов движения по маршруту : автореф. дис. . д-ра техн. наук / Л.Л. Вагущенко. -Одесса, 1990. -39 с.

13. Васьков, А.С. Сравнение методов определения ширины полосы движения судна / А.С. Васьков, К.П. Мамаев, С.В. Скороходов. Новороссийск : НВИМУ, 1987. - 41 с. - Рус. - Деп. в В/О Мортехинформреклама, № 725-мф.

14. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. М. : Наука, 1969.-576 с.

15. Веселова, Г.П. Стохастическое квантование и статистический анализ случайных процессов / Г.П. Веселова, Ю.И. Грибанов. М. : Энерго-атомиздат, 1991. - 152 с.

16. Виленкин, С.Я. Статистическая обработка результатов исследования случайных функций / С.Я. Виленкин. М.: Энергия, 1979. - 320 с.

17. Геомагнитные возмущения и сбои фазовых измерений навигационной системы GPS / Э.Л. Афраймович, С.В. Воейков, О.С. Лесюта, И.И. Ушаков / Радиолокация, навигация, связь : тр. VII междунар. науч.-техн. конф. -Воронеж, 2001. Т. 3. - С. 1548-1559.

18. Герасимов, А.С. Применение информационного подхода к решению задач оценки и повышения надежности навигационной информации : автореф. дис. канд. техн. наук / А.С. Герасимов. Одесса, 1987. - 23 с.

19. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС / под ред. В.Н. Харисова, А.И. Перова, В.А. Голдина. М.: ИПРЖР, 1998. - 509 с.

20. Груздев, Н.М. Оценка точности морского судовождения / Н.М. Груздев. М.: Транспорт, 1989. - 191 с.

21. Гудмен, Дж. М. Влияние ионосферных эффектов на современные электронные системы // Дж. М. Гудмен, Ж. Аароне // ТИИЭР. 1990. - Т. 78, № 3. - С. 59-76.1.l

22. Гуцалюк, А.И. Применение методов теории управления для выбора состава функционально необходимых элементов контура управления надежностью эргатических систем / А.И. Гуцалюк. Минск, 1993. - 47 с.

23. Доровский, В.А. Формализация деятельности человека в эргатических системах / В.А.Доровский.- Кривой рог : Наука i освгга, 1998.-263 с.

24. Ершов, А.А. Теоретические основы и методы решения приоритетных проблем безопасности мореплавания : атореф. дис. . д-ра техн. наук / А.А. Ершов. СПб., 2000. - 44 с.

25. Жданюк, Б.Ф. Основы статистической обработки траекторных измерений / Б.Ф. Жданюк. М.: Сов. радио, 1978. - 384 с.

26. Железное, И.Г. Сложные технические системы (оценка характеристик) / И.Г. Железнов. М.: Высш. шк., 1984. - 119 с.

27. Иванов, Б.Е. Основы расчета перекрытия соседних полос обследования / Б.Е. Иванов // Записки по гидрографии. -1969. -№ 1(180). С. 22-25.

28. Калитёнков, Н.В. Усиление радиосигнала в системе "неоднородности высокоширотной ионосферы радиоволна - электронные потоки"/ Н.В. Калитёнков // Комплексные исследования полярной ионосферы : сб. / КФ АН СССР. - Апатиты, 1987. - С. 96-100.

29. Коваленко, Д.Н. Исследование траекторных характеристик судов / Д. Н. Коваленко // Судостроение и судоремонт : сб. науч. тр. М. : ЦРИА Морфлот, 1978. - Вып. 10. - С. 50-54.

30. Коваленко, Д.Н. Определение безопасной ширины канала / Д.Н. Коваленко. Одесса : ОВИМУ, 1983. - 36 с. - Рус. - Деп. в В/О Морте-хинформреклама, № 201-мф.

31. Колосов, М.А. Распространение радиоволн при космической связи / М.А. Колосов, Н.А. Арманд, О.И. Яковлев. М.: Связь, 1969. - 207 с.

32. Кондрашиин, В.Т. Определение места судна / В.Т. Кондрашихин. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1989. - 230 с.

33. Кондрашихин, В.Т. Распределение погрешностей навигационных измерений / В.Т. Кондрашихин // Записки по гидрографии. 1986. - № 215. -С. 14-21.

34. Кондрашихин, В.Т. Теория ошибок и ее применение к задачам судовождения / В.Т. Кондрашихин. М.: Транспорт, 1979. - 112 с.

35. Кравцов, А.Ю. Прохождение радиоволн через атмосферу Земли / А.Ю. Кравцов, З.И. Фейзулин, А.Г. Виноградов. М.: Радио и связь, 1983. - 222 с.

36. Куликов, Е.И. Методы измерения случайных процессов / Е.И. Куликов. М.: Радио и связь, 1986. - 272 с.

37. Куприянов, И.П. Советы штурману при плавании по фарватерам и в узкостях / И.П. Куприянов // Мор. сб. 1969. - № 2. - С. 23-25.

38. Лентарев, А.А Навигационные критерии безопасности плавания / А.А. Лентарев. Владивосток : ДВВИМУ, 1988. - 24 с. - Рус. - Деп. в В/О Мортехинфориреклама, № 907-мф.

39. Лесков, М.М. Навигация / М.М. Лесков, Ю.К. Баранов, М.И. Гав-рюк. М.: Транспорт, 1986. - 360 с.

40. Логиновский, В.А. Применение преобразований подобия для анализа навигационной информации : автореф. дис. . д-ра техн. наук. СПб., 1991.-47 с.

41. Лопырев, И.Н. Исследование некоторых показателей качества процесса управления курсом речного судна : автореф. дис. . канд. техн. наук / И.Н. Лопырев. Л.: ЛИВТ, 1971. - 34 с.

42. Луконин, В.П. Методы математической статистики в кораблевождении (навигации) / В.П. Луконин. Л.: ВМА, 1987. - 285 с.

43. Лушников, Е.М. Теоретическое обоснование методов и средств обеспечения навигационной безопасности мореплавания : автореф. дис. . д-ра техн. наук / Е.М. Лушников. СПб., 2000. - 46 с.

44. Маркин, Н.С. Основы теории обработки результатов измерений / Н.С. Маркин. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 176 с.

45. Мартынов, К. Б. Навигационное оборудование морских путей / К.Б. Мартынов. М.: Мор. трансп., 1962. - 264 с.

46. Меньшиков, В.И. Метрологическая надежность навигации с учетом неполноты информации : автореф. дис. . д-ра техн. наук / В.И. Меньшиков. -СПб., 1995.-40 с.

47. Меньшиков, В.И. Неопределенность в текущем месте судна / В.И. Меньшиков. Мурманск : МГАРФ, 1994. - 130 с.

48. Меньшиков, В.И. Элементы теории управления безопасностью судоходства / В.И. Меньшиков, В.М. Глущенко, А.Н.Анисимов.- Мурманск: Изд-во МГТУ, 2000.-242 с.

49. Мирский, Г.Я. Характеристики стохастической взаимосвязи и их измерения / Г.Я. Мирский. М.: Энергоиздат, 1982. - 320 с.

50. Молоканов, Г.Ф. Оценка точности полета по заданному маршруту / Г.Ф. Молоканов // Мор. сб. 1966. - № 1. - С. 54-60.

51. Навигационно-гидрографическое обеспечение мореплавания /

52. A.С. Баскин и др.. -М.: Транспорт, 1980. 254 с.

53. Нечаев,Ю.И. Принципы использования измерительных средств в интеллектуальных бортовых системах реального времени / Ю.И.Нечаев //Труды 5-й Национальной конференции по искусственному интеллекту.- Казань, 1996.-Т.2. С. 362-364

54. Никифоров, Б.И. Оценка точности счисления / Б.И. Никифоров // Судовождение: сб. науч.тр.-М.: ЦРИАМОРФЛОТ, 1979.-Вып.24.-С. 13-15.

55. Николаев, А.В. Оценка точности плавания судов флота рыбной промышленности / А.В. Николаев. М.: Пищ. пром-сть, 1977. - 143 с.

56. Николаев, В.И. Об одном методе определения объективной и субъективной ценности информации при управлении / В.И.Николаев,

57. B.Н.Темнов // Автоматика и телемеханика. 1972. - №9. - С. 132-137.

58. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 304 с.

59. Огарков, М.А. Методы статистического оценивания параметров случайных процессов. / М.А. Огарков. -М.: Энергоиздат, 1990. 208 с.

60. Олыпамский, С.Б. Организация безопасности плавания судов / С.Б. Олы-памский, Д.К. Земляновский, И. А. Щепетов. М. '.Транспорт, 1979.-213 с.

61. Основы методики количественной оценки безопасности плавания по фарватеру при управлении движением по данным береговой PJTC // Записки по гидрографии. 1985. - № 212. - С. 17-23.

62. Особенности функционирования и предложения по развитию системы радиосвязи в районе А4 / Н.В Калитёнков и др. // Перспективы развития систем связи и навигации на морском и речном флоте : материалы меж-дунар. конф. Москва, 2002. - Ч. II. - С. 25-29.

63. Прохоров, С.А. Статистические измерения при неравномерной дискретизации случайных процессов / С.А. Прохоров. М. : Энергоатомиздат, 1991.-137 с.

64. Ронжин, О.В. Информационные методы исследования арготических систем / О.В.Ронжин. М.: Энергия, 1976. -208 с.

65. Ротин, В.В. Вероятностная модель движения судов / В.В. Ротин, В.А. Токарев // Качество и эффективность судовых радиоэлектронных систем : материалы по обмену опытом НТО им. акад. А.Н. Крылова, 1979. -Вып. 289.-С. 10-14.

66. Сборник Резолюций Международной морской организации по вопросам судовождения. М.: В/О Мортехинформреклама, 1989. - 68 с.

67. Скворцов, М.И. Систематические погрешности в судовождении / М.И. Скворцов. М.: Транспорт, 1980. - 168 с.

68. Сложные технические и эргатические системы: методы исследования / А.Н. Воронин, Ю.К.Зиатдинов, А.В.Харченко, В.В.Осташевский -Харьков, 1977. 299с.

69. Смирнов, В.П. Теория вероятностей и математическая статистика в приложении к геодезии / В.П. Смирнов, Д. А. Белугин. М.: Недра, 1969. — 324 с.

70. Соловьев, Ю.А. Системы спутниковой навигации / Ю.А. Соловьев. М.: Экотрендз, 2000. 267 с.

71. Сухомел, Г.И. Исследование движения судов по ограниченным фарватерам / Г.И. Сухомел, В.М. Засс, JI.H. Янковский. Киев : АН УССР, 1956.-163 с.

72. Тихонов, В.И. Выбросы случайных процессов / В.И. Тихонов. М. : Наука, 1970.-382 с.

73. Тихонов, В.И. Марковские процессы / В.И. Тихонов, М.А. Миронов. М.: Сов. радио, 1977. - 488 с.

74. Тихонов, В.И. Статистическая обработка результатов экспериментов / В.И. Тихонов, М.В. Уфимцев. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. - 174 с.

75. Ту, Ю. Современная теория управления / Ю. Ту.- М.: Машиностроение, 1971.-472 с.

76. Фомин, А.Ф. Отбраковка аномальных результатов измерений / А.Ф. Фомин, О.Н. Новосёлов, А.В. Плющев. -М.: Энергоатомиздат. 1985. - 200 с.

77. Хименко, В.И. Характеристики выбросов траекторий случайных стационарных процессов / В.И. Хименко // Зарубежная радиоэлектроника. -1981. -№ 6. С. 3-4.

78. Ширяев, А.Н. Статистический последовательный анализ / А.Н. Ширяев. М.: Наука, 1969. - 374 с.

79. Шувалов, В.П. Исследование обеспечения навигационной безопасности судна на акватории порта : дис. . канд. техн. наук / В.П. Шу-валов. -Л., 1974.-24 с.

80. Юдин, Д.Б. Математические основы управления в условиях неполной информации / Д.Б. Юдин. М.: Сов.радио, 1974. - 287 с.

81. Юдович, Б.А. Предотвращение навигационных аварий морских судов / Б.А. Юдович.- М.: Транспорт, 1988. 224 с.

82. Явление F-рассеяния в ионосфере / Б.Н. Бершман, Э.С. Казимиров-ский, В.Д. Кокоуров, Н.А. Чернобровкина. М.: Наука, 1984. - 144 с.

83. Яковлев, О.И. Распространение радиоволн в космосе / О.И. Яковлев. М.: Наука, 1985. - 185 с.

84. Geomagnetic storms and the occurrence of phase slips in the reception of GPS signals / E.L. Afraimovich, O.S. Lesyuta, I.I. Ushakov, S.V. Voeykov // Annals of Geophys. 2002. - V. 45, N 1. - P. 55. - 71.

85. Gurtner W. The RINEX Format: Current Status, Future Developments / W. Gurtner, G. Mader // Proceedings of the Second International Symposium of Precise Positioning with the Global Positioning system. Ottawa. - P. 977.

86. Davies, K. Studying the ionosphere with the Global Positioning System / K. Davies, G.K. Hartmann // Radio Sci. 1997. - V. 32. - P. 1695 - 1703.

87. Monitoring of global ionospheric irregularities using the woldwide GPS network / X. Pi., A.J. Mannucci, U.J. Lindgwister, C.M. Ho // Geophys. Res. Lett. 1997. - V. 24. - P. 2283-2286 // Earth, Planets and Space. - 2000. -V. 52.-P. 1067-1071.

88. Ho, C.M. Global ionosphere perturbations monitored by the worldwide GPS network / C.M. Ho, A.J. Mannucci, U.J. et al. Lingwister // Geophys. Res. Lett. 1996. - V. 23, N 22. - P. 3219-2222.

89. Носке, K. A review of atmospheric gravity waves and travelling ionospheric disturbances: 1982-1995 / К. Носке, K. Schlegel // Ann. Geophys. 1996. -V. 14,N5.-P. 917-940.

90. Hofmann-Wellenhof B. Global Positioning System: Theory and Practice. Springer-Verlag Wien / B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger, J. Collins. -New York, 1992.-P. 327.

91. Shan, S.J. GPS phase fluctuation observed along the American sector during low irregularity activity months of 1997-2000 / S.J. Shan, J.Y. Lin, F.S. et al. Kuo // Earth Planets and Space. 2002. - V. 54, N 2. - P. 141-152.117