Решение задачи сокращения затрат на трафик спутниковой системы Inmarsat Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 621.396.946

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СОКРАЩЕНИЯ ЗАТРАТ НА ТРАФИК СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ INMARSAT

А.Ю. Максимов

Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003

e-mail: [email protected]

Формулируется задача сокращения финансовых затрат на передачу спутниковых позиций в сети Inmarsat без уменьшения суточного количества позиций, получаемых с каждого судна. Проводится анализ моделей спутниковых станций, которые установлены на промысловых судах в настоящее время. Выявляются технические особенности спутниковой станции модели TT-3026M. Изучается программное обеспечение спутниковой станции TT-3026 и команды управления ею. Проводится разработка инструкции для сервисных организаций.

Ключевые слова: техническое средство контроля, спутниковая станция, спутниковые координаты, программное обеспечение, промысловое судно, государственный мониторинг, береговые земные станции, канал связи.

Solving the problem of cutting expenses for traffic of satellite system Inmarsat. A.Yu. Maksimov (Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003)

The problem of cutting financial expenses for transfer of satellite positions to networks Inmarsat without reduction of daily quantity of the positions received from each vessel is formulated. The analysis of models of satellite stations which are established on trade courts now is carried out. Technical features of satellite station of model TT-3026M come to light. The software of satellite station TT-3026 and a command of management are studied by it. Working out of the instruction for the service organizations is spent.

Key words: technical control mean, satellite station, satellite coordinates, software, trade vessel, state monitoring, coast earth station, communication channel.

В целях сокращения финансовых затрат на трафик, используемый для передачи данных спутникового позиционирования, на ТСК типа Inmarsat-C ВФ ФГУ «ЦСМС» были введены ограничения объема передаваемых данных.

С 2009 г. спутниковые станции типа Inmarsat-C, установленные в качестве ТСК на российских промысловых судах, осуществляющих промысел в Дальневосточном бассейне, должны передавать данные спутникового позиционирования в количестве 15 позиций в сутки с каждого судна. Средний интервал между позициями составляет 1 ч 36 мин, но такой дискретности можно добиться только при идеальных условиях окружающей среды, а именно отсутствии качки судна, хорошей видимости спутников, стабильном электропитании станции, отсутствии потерь в каналах связи и др. [1]. Таких условий добиться практически невозможно, и поэтому, как правило, интервалы между позициями в большинстве случаев превышают 2 ч [2].

Для изучения вопроса снижения стоимости трафика спутниковой системы Inmarsat было проведено исследование и установлено, что на большом количестве российских судов (порядка 40%) установлены ТСК типа Inmarsat-C модели TT-3026. Эти спутниковые станции производятся датской компанией Thrane and Thrane и пользуются большим спросом, благодаря своим компактным размерам и относительной дешевизне, а также простоте монтажа на борту судна. Очевидными преимуществами этих станций перед другими моделями является возможность подключения к ним персонального компьютера, качественно разработанное программное обеспечение на русском языке, например программа Easy mail, интуитивно понятный интерфейс, возможность отправки и приема сообщений e-mail, в том числе и с вложением файлов. Дополнительно приобретаемое программное обеспечение позволяет программировать спутниковую станцию под различные режимы работы, а также диагностировать неисправности и следить за качеством передаваемой информации [3].

Проведенные исследования показали, что около 200 промысловых судов, на которых установлена данная модель ТСК, постоянно обеспечивают работоспособность своих станций в течение календарного года, другими словами ежедневно в центр мониторинга поступает в среднем по 12 позиций с каждого такого судна [1]. Стоимость одной позиции в переводе на российский рубль (расчеты Росрыболовства и компании провайдера производится в долларах США) составляет 2,65 руб. Возьмем простую формулу:

х • у • г = р,

где х - количество работающих станций модели УГ-3026; у - среднее поступающее количество позиций в сутки; г - стоимость одной позиции.

Подставив неизвестные, получаем: 200 • 12 • 2,65 = 6360 руб. - ежесуточно. Умножив эту величину на 365 календарных суток, получаем 2 321 400 руб.

Из приведенных расчетов видно, что затраты на мониторинг российских судов очень значительные и при этом он не всегда активный. Другими словами, при длительной стоянке судна в порту с включенным ТСК, когда спутниковая станция передает в центр мониторинга в течение трех месяцев и более одну и ту же точку, оплата за трафик все равно производится по действующему тарифу.

В связи с этим ВФ ФГУ «ЦСМС» были более подробно изучены технические характеристики спутниковых станций модели УГ-3026, а также законодательные нормы, регулирующие работу станций системы Inmarsat>C. В результате исследований установлено, что в соответствии с Приказом Федерального агентства по рыболовству от 14.07.2008 г. № 50 ТСК типа Inmarsat-C должны передавать данные о своем местоположении, а именно географическую широту и долготу, а также курс и скорость движения (вычисляются процессором спутниковой станции в результате мгновенных вычислений), другие данные не предусмотрены законодательством, а значит, их получение приводит к дополнительным затратам на трафик, что является необоснованным расходованием бюджетных средств [4]. Заводом-производителем установлено, что вышеуказанные данные на спутниковых станциях модели УГ-3026 упаковываются в три информационных пакета, физическим объемом 32 байта. В первом содержится широта и долгота, во втором курс и скорость судна, а в третьем помещается дополнительная техническая информация: мощность приемо-передающей антенны, уровень сигнала и т. д. Фактически передача третьего пакета информации является нерегламентированной, необоснованной, затратной и бесполезной для решения задач государственного мониторинга водных биологических ресурсов.

По этой причине судовладельцам, а также сервисным организациям, производящим пуско-наладочные работы с ТСК, было предложено в качестве рекомендации производить настройки программно-технического обеспечения спутниковых станций УГ-3026 через терминал в соответствии с разработанной ВФ ФГУ «ЦСМС» инструкцией, приведенной ниже.

В результате информационные пакеты, поступающие на береговые земные станции, стали содержать данные по формату: DNID + MN + широта, долгота + курс, скорость, где DNID и MN - идентификаторы сети регионального центра мониторинга для определения принадлежности к конкретному судну. Вся информация уместилась в двух информационных пакетах, и их полный физический размер составил 20 байт. Затраты на трафик спутниковых координат по каналам связи сети Inmarsat-C для станций типа УГ-3026 сократились на одну треть, то есть стоимость одной получаемой с ТСК позиции сократилась приблизительно на 0,88 руб. В денежном эквиваленте, в соответствии с приведенной выше формулой, экономическая эффективность составила приблизительно 770 880 руб. в год.

По нашему мнению, полученная экономия позволит в ближайшем будущем увеличить количество поступающих спутниковых координат с одного судна до 20 позиций в сутки, что является просто необходимым условием для осуществления качественного мониторинга рыбопромыслового флота.

Ниже приводится инструкция по настройке ТСК типа Inmarsat-C модели УГ-3026.

ИНСТРУКЦИЯ

по настройке станции модели ТТ-3026 для работы в режиме мониторинга и сокращению размера исходящих данных до 20 байт за одну передачу

: dn -f 0 ,1,0,0,1,0,0,0, 0, 0,1

: dn -fa 0

: dn -fg 0

: ev -fe 1,1,1,0

: ev -fp 1,1,1,5,5,0,0

: pg -fe 1,25,0,1,1,0,0, 0, 0

: se -o P ,P:

Если на момент ввода вышеуказанных команд в станции уже загружены DNID (идентификатор сети Inmarsat), то дополнительно необходимо ввести следующие команды для каждого DNID:

: ^ -р <в^гу>,0,1,0,0,1,0,0,0,0

где ^пЬ^- порядковый номер йЫЮ в списке (можно посмотреть по команде st -Ь или dn -ф

Если отсутствуют программы реакции на события (можно посмотреть по команде ev -ё), то необходимо их создать вручную (для каждого DNID):

: еу -о <1еБ>,<^1^

где, <1еэ> - номер БЗС (береговой земной станции) (например 212, 217), -

номер йЫЮ

: еу -р <еп^у>,1,0,0,10,5,0,0 : еу -е <еп^у>,1,1,1

где ^п^^ - порядковый номер программы в списке (можно посмотреть по команде ev -ф

Если при вводе следующей первой команды станция ответит ошибкой, то остальные команды не вводить:

: log -p 3600,0,0

: log -e 0

: log -f 1,1,1,1,0,1,0

: log -i

Литература

1. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных являе-ний и объектов: Сб. науч. ст. - М.: Полиграф сервис, 2004. - 520 с.

2. Мониторинг рыболовства 2005: Инструкции и рекомендации экипажам промысловых судов и судовладельцам / Л.А. Кошкарева, Ф.А. Образцов, И.Г. Проценко, В.Ю. Резников, К.В. Статиенко, М.А. Ступникова; Под общ. ред. И.Г. Проценко. - Петропавловск-Камчатский.: Новая книга, 2005. - 264 с.

3. Росрыболовство [Электронный ресурс]: официальный сайт. - Режим доступа: www.fishcom.ru

4. Imarsat the mobile satellite company [Электронный ресурс]: официальный сайт. - Режим доступа: www.inmarsat.com.

УДК 519.6:551.510.413.5

МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА ИОНОСФЕРНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ОСНОВЕ СОВМЕЩЕНИЯ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И АВТОРЕГРЕССИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

О.В. Мандрикова1' 2, Н.В. Глушкова1

'Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003;

2Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, с. Паратунка, Камчатский край, 684034 e-mail: oksanam '@mail. kamchatka. ru e-mail: nv. glushkova@yandex. ru

Описан метод многокомпонентного моделирования ионосферных данных, основанный на совмещении вейвлет-преобразования с моделями авторегрессии - проинтегрированного скользящего среднего, который позволяет выполнить анализ данных и построить прогноз. Для оценки метода и основанных на нем алгоритмов моделирования использовались данные критической частоты foF2, записанные на станции «Паратунка» (п-ов Камчатка). При моделировании данных выделены особенности, связанные с солнечной активностью, а также возникающие в периоды сильных землетрясений на Камчатке.

Ключевые слова: вейвлет-преобразование, модель авторегрессии - проинтегрированного скользящего среднего, критическая частота, аномалии.

Method for prediction and analysis of ionospheric parameters based on the combination of the wavelet transform and autoregressive models. O.V. Mandricova1,2, N.V. Glushkova1 ^Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003; institute of Cosmophysical Researches and Radio Wave Propagation, Paratunka, Kamchatka, 684034)

The method of multicomponent modeling of ionospheric data is described. This method is based on combining wavelet-transform with the autoregressive integrated moving average models, which allows to perform data analysis and build a prediction. To evaluate the method and modeling algorithms based on it the data of the critical frequency fF2, recorded at the station «Paratunka» (Kamchatka Peninsula) are used. Modeling data the features associated with solar activity, as well as features appearing in periods of strong earthquakes in Kamchatka are identified.

Key words: wavelet transform, autoregressive model, critical frequency, anomalies.

Введение

Одной из важных задач обработки и анализа ионосферных данных является задача контроля состояния ионосферы и автоматическое выделение и интерпретация аномалий, возникающих в ионосферной плазме в периоды возмущений [1]. Сложная структура регистрируемых ионосферных параметров и отсутствие формальной модели их описания делает поставленную задачу весьма сложной. Предметом данных исследований являются регистрируемые временные ряды