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

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.