CC BY
44
Шкуркин Максим Сергеевич - ФБУ «ГНМЦ Минобороны России»; e-mail: max-well27@rambler.ru; 141006, г. Мытищи, Московская область; тел.: 84955869785; отдел исследований по обеспечению единства измерений напряжённости электромагнитных полей, параметров электромагнитной совместимости и радиолокационной заметности, начальник .
Shkurkin Maksim Sergeevich - FBE «The Main Science Metrological Centre of The Defense Ministry of Russian Federation»; e-mail: maxwell27@rambler.ru; 141006, Mytischi, Moscow area; phone: +74955869785; department of electromagnetic field, electromagnetic compatibility and radar perceptibility measurement assurance, head of a sector.
УДК 550.8.08
B.T. Минлигареев, В.Б. Лапшин, ЕЛ. Паньшин, C.B. Доренский
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИОНОСФЕРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, СВЯЗИ И
НАВИГАЦИИ
Проведен анализ состояния метрологического обеспечения ионосферных наблюдений Росгидромета с целью эффективного функционирования систем, управления, связи и нави.
для оперативного реагирования на ионосферные возмущения над территорией Российской Федерации, с требуемой точностью и достоверностью. В работе изложен системный подход в совершенствовании метрологического обеспечения ионосферных наблюдений и
: -; ; -ний, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измере-; .
Метрологическое обеспечение; ионосферные наблюдения; точность и достоверность измерительной информации; системы управления; связи и навигации.
V.T. Minligareev, V.B. Lapshin, E.A. Panshin, S.V. Dorenskiy
IMPROVEMENT OF METROLOGY ASSURANCE IONOSPHERIC OBSERVATIONS FOR EFFECTIVE OPERATION CONTROL SYSTEMS, COMMUNICATION AND NAVIGATION
The analysis was performed for metrological provision of ionospheric observations Federal Service for Hydronneteorology and Environnnental Monitoring to the effective functioning of systems, control, communications and navigation. Problems were identified and proposals were considered to improve the quality of measurements for rapid response to ionospheric disturbances over the territory of the Russian Federation with the required accuracy and reliability. The paper outlined a systematic approach to improve the metrological provision of ionospheric observations and suggestions are presented: the testing of measuring instruments for type approval, the creation of working etalons, the development of normative support and a list of measurements falling within the scope of state regulation to ensure uniformity of measurements, the creation of the profile of the technical committee.
Metrological support; ionospheric observation; accuracy and reliability of measurement information; control systems;communications and navigation.
Ионосферные возмущения естественного и искусственного происхождения с каждым годом все заметнее влияют на различные сферы человеческой деятельности (функционирование систем управления, связи и навигации морских, воздуш-
ных и космических объектов, протяженных трубопроводов, линий электропередач), качество наблюдений и их всестороннее изучение имеет все возрастающее практическое значение. Ионосферные возмущения оцениваются как опасные, при достижении ими определенных значений (критериев), перечень которых приведен в [1, 2] соответственно в разделах А.5.3 - «Сильное возмущение ионосферы с нарушением KB-связи» и R1-R5 - «Поглощение радиоволн».
С каждым годом качество мониторинга ионосферы приобретает все большую актуальность и используется:
♦ для контроля за состоянием околоземного космического пространства ( );
♦ прогнозирования основных характеристик ионосферы (дая описания ус-
).
Оба этих вида информации предназначены для решения следующих задач:
♦ ( ) 2 40 ;
♦
раннего предупреждения;
♦ контроля спутниковых элементе в систем раннего предупреждения;
♦ обеспечение управления, контроля и функционирования космических ап-
;
♦ навигации с использованием глобальных навигационных систем GPS/ ГЛОНАСС/GAL;
♦ обеспечения устойчивой связи с подводными лодками на крайне низко-
( ) ( ) .
В связи с этим необходимым условием качества ионосферных наблюдений является достижение требуемой точности, достоверности и сопоставимости результатов измерений при выполнении наблюдений за состоянием ионосферы. Данные характеристики измерений могут быть улучшены, в том числе и при совершенствовании метрологического обеспечения ионосферных наблюдений с целью достижения более эффективного функционирования систем управления, связи . -ются средства измерений, технические системы и устройства с измерительными функциями ионосферных наблюдательных сетей Росгидромета [3] (наемные ио-( ), -зонды (зондирование непрерывными сигналами с линейно-частотной модуляцией), бортовые спутниковые ионозонды, GNSS-приемники) и др.
Повышение требований к требуемой точности, достоверности и сопоставимости результатов наблюдений предъявляет и Всемирная метеорологическая орга-( ) . 2011 .
ВМО [4] размещена база данных по техническим требованиям к средствам на, .
В связи с необходимостью совершенствования метрологического обеспечения ионосферных наблюдений для эффективного функционирования систем , , системы мониторинга геофизической обстановки над территорией Российской ( ), -за состояния метрологического и нормативного обеспечения в области ионосферных наблюдений и разработка рекомендаций по данным видам обеспечения СМГФО. Проведение качественного анализа состояния метрологического и нормативного обеспечения ионосферных наблюдений возможно в соответствии с рекомендациями по метрологии МИ 2240-98 [5], а также рекомендациями Росгидромета Р 52.14.664-2005 [6] в целях:
♦
обеспечения современным требованиям к средствам ионосферных наблю-;
♦ повышения достоверности результатов измерений;
♦ рационального использования м атериальных и трудовых ресурсов;
♦
нормативного обеспечения измерений;
♦ создания и внедрения новых методо в и средств измерений в области ионо-
.
В данной статье проведен предварительный анализ состояния метрологического и нормативного обеспечения ионосферных наблюдений СМГФО, выявлены проблемы и рассмотрены предложения по улучшению качества измерений.
Целью улучшения метрологического и нормативного обеспечения СМГФО является своевременное создание и реализация системно увязанного с программными мероприятиями комплекса стандартов и эталонов Российской Федерации, отраслевых, межгосударственных и международных стандартов, норм и правил, а также методов и средств измерений, поверки, калибровки, устанавливающих и обеспечивающих единство, требуемую точность и достоверность измерений, повышение эффективности наблюдений, недопущение недостоверных результатов измерений при проведении ионосферных наблюдений.
1. В соответствии с ч.3 п.12 Статьи 1 102-ФЗ - 2008 г. «Об обеспечении единства измерений» [7] сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется на область гидрометеорологии, и как следствие, на ионосферные наблюдения [3]. Таким образом, ионосферные наблюдения попадают в сферу государственного регулирования обеспечения единства измерений. На технические средства данных видов наблюдений распространяются следующие требования [7]:
♦ обязательное выполнение требований к средствам измерений (испытание
, ( ));
♦ обязательное выполнение требований к техническим системам и устройствам с измерительными функциями (сертификация, подтверждение заяв);
♦ обязательная аттестация методик (методов) измерений;
♦ обязательная аттестация программного обеспечения;
♦ метрологичес кая экспертиза, метрологический надзор и др.
По проведенному предварительному анализу лишь несколько стандартизованных средств измерений (закупаемых в рамках создания СМГФО) испытаны, прошли процедуру утверждения типа и внесены в Госреестр средств измерений (например GNSS-приемники (GPS^^^HACC/GAL) спутниковые геодезические многочастотные ALPHA, производство фирмы «Javad GNSS Inc.» (США), Госреестр № 40861-09);
Остальные средства наблюдений, разрабатываемые для СМГФО, также должны быть испытаны в целях утверждения типа, в соответствии с Рекомендациями МИ 3290-2010 [8], приказом Минпромторга России от 30 ноября 2009 г. № 1081 [9] или сертифицированы в рамках системы добровольной сертификации и ( ). -ром являются проведенные впервые в России испытания в целях утверждения типа наземных станций вертикального радиозондирования ионосферы (ионозондов) «Парус-А», которые завершены в ФГБУ «ИПГ». Испытание проводились в пяти НИУ Росгидромета, Росстандарта и РАН в течение пяти месяцев 2011 г.
Необходимо также отметить, что для средств измерений ионосферных наблюдений, разрабатываемых в целях обороны и безопасности, предусмотрена процедура испытаний, утверждения типа и внесения в спецраздел Госреестра (как средств измерений военного назначения) в соответствии с [10]. Данные испытания проводит ФБУ «ГНМЦ Минобороны России» [11].
2. Для технического поддержания СМГФО, с целью получения полной и достоверной измерительной ионосферной информации в метрологической службе ФГБУ «ИПГ» планируется создание материальной базы с рабочими эталонами,
, -ристик ионосферных средств наблюдений. Основанием для создания такой базы являются требования нижеперечисленных руководящих документов:
♦ приказ Росгидромета от 24.09.97 № 117 [12] определяет ФГБУ «ИПГ» базовой организацией метрологической службы Росгидромета в области методов и технических средств наблюдений за состоянием атмосферы в слоях выше 100 км;
♦ Положение о службах стандартизации Росгидромета [13] определяет
« » -та в области методов и технических средств наблюдений за состоянием атмосферы в слоях выше 100 км;
♦ Положение о государственной наблюдательной сети [3] определяет ФГБУ « » ,
видам наблюдений в Росгидромете.
В соответствии с перечисленными руководящими документами в метрологической службе ФГБУ «ИПГ» предполагается создание стационарных и мобильных поверочных лабораторий, аккредитованных на право поверочных (калибровочных) работ. Формирование метрологической службы ФГБУ «ИПГ» предлагается провести в соответствии с типовым положением о метрологических службах [14] в 2012-2014 гг. Оснащение метрологической службы ФГБУ «ИПГ» средствами измерений и рабочими эталонами для метрологического обеспечения ионосферных наблюдений планируется завершить к 2015 г.
3. -комендаций по стандартизации и нормативному обеспечению необходим пересмотр действующих и создание новых нормативных документов в области ионосферных наблюдений и общих руководящих документов. Актуальность и необходимость разработки представляется на примере следующих документов:
♦ РД 52.26.ХХХ-201Х «Руководство по проведению ионосферных, магнит-
». 1. -
ния. Разрабатывается впервые;
♦ РД 52.26.ХХХ-201Х «Критерии опасных гелиогеофизических явлений и
». ;
♦ РД 52.26.ХХХ-201Х «Положение о наблюдательной сети геофизического
». ;
♦ ГОСТ Р ХХХХ-201Х «Система мониторинга геофизической обстановки
». ;
♦ переработка ГОСТ 25645.113-84. «Ионосфера Земли. Термины и опреде-
».
Работы по нормативному обеспечению уже начаты в ФГБУ «ИПГ» в 2011 г., и разработаны проекты первых редакций перечисленных документов.
Разработанные документы утверждаются по положениям РДТ 01-2008 [15], РД 52.14.28-98 [16], РД 52.18.600-2011 [17]. В соответствии с требованиями этих документов и опыта разработки процедура рассмотрения и утверждения отраслевых документов занимает от полугода до года, а общероссийских ГОСТов - более года.
4.
единства измерений, в соответствии с ч.5 с. 5, 102-ФЗ - 2008 г. [7], в 2009 г. в Метрологической службе Росгидромета был разработан проект Перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства из, ( - ). проект не вошли направления ионосферных наблюдений. Перечень, в соответствии с ч.2 с. 27 [7], должен быть согласован с Федеральным органом исполнитель,
-
( ), -, - -сти, указанных в ч.3 с.1 (Министерство природных ресурсов и экологии Россий-).
До настоящего времени Перечень не утвержден, что затрудняет правовой статус проводимых измерений в части ионосферных наблюдений. Пересмотр данного Перечня, согласование и утверждение в соответствии с требованиями [7] целесообразно провести в кратчайший срок в 2012 г.
5. , -
мерений в Российской Федерации (в части ионосферных наблюдений) в Росгидромете (на базе ФГБУ «ИПГ») в 2011 г. начаты работы по созданию профильного Технического комитета «Физические поля и излучения в околоземном космиче-
, , »
Р 1.1-2005. [18], с привлечением НИУ РАН и Росстандарта.
, -тивного обеспечения и реализация первоочередных мероприятий объективно приведет к значительному повышению эффективности ионосферных наблюдений в рамках создания СМГФО и в Государственной наблюдательной сети Росгидромета , :
♦
радиоволн в планетарном околоземном космическом пространстве для использования в специальных системах радиосвязи, KB-радиолокации, ра, ;
♦ повышению достоверности обнаружения и регистрации аномальных физических явлений в атмосфере, ионосфере и магнитосфере Земли естественного и искусственного происхождения;
♦
над территорией Российской Федерации с требуемой точностью и досто-;
♦ снижению ошибок в поз иционировании объектов;
♦ устойчивым радиоконтактам с подвижными объектами;
♦ и в конечном счете - повышению уровня безопасности Российской Федерации от внешних и трансграничных угроз.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. РД 52.88.699 - 2008. Положение о порядке действий учреждений и организаций при
. - .: -
, 2008.
2. NOAA Space Weather Scales [Электронный ресурс] // Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA): [Сайт]. URL: //
http://www.swpc.noaa.gov/NOAAscales/ (дата обращения 21.01.2012).
3. 52.04.567-2003. . - :
« - », 2003.
4. WMO Observing Requirements Data base [Электронный ресурс] // Всемирная Метеорологическая Организация: [Сайт]. URL: http://www.wmo-sat.info/db/indices (дата обращения 29.12.2011).
5. МИ 2240-98 ГСИ. Анализ состояния измерений, контроля и испытаний на предприятии, в организации, объединении. Методика и порядок проведения работ. - М.: Изд-во стан, 1998.
6. Р 52.14.664-2005. Метрологическое обеспечение гидрометеорологических измерений. Анализ состояния измерений в области гидрометеорологических наблюдений - Обнинск: ГУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2005.
7. Федеральный закон Российской Федерации от 26 июня 2008 года № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» // Собр. законодательства Рос. Федерации. - 2008. - № 26. - С. 3021.
8. МИ 3290-2010. Рекомендация по подготовке, оформлению и рассмотрению материалов испытаний средств измерений в целях утверждения типа. - М.: Изд-во стандартов, 2010.
9. Приказ Мипромторга России от 30 ноября 2009 г. № 1081 «Об утверждении порядка проведения испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утвержде-
» // -сти - 15.03.2010 г. - № 11.
10. 8.560-95. . -
. - .: - , 1995.
11. 2 2009 . 780 «
особенностях обеспечения единства измерений при осуществлении деятельности в об» // . .
Федерации. - 2011. - № 10. - С. 1412.
12. Приказ Росгидромета от 24.09.97 № 117. Об утверждении Положения о метрологической службе Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2001.
13. РД 52.14.610-99. Положение о службах стандартизации Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2001.
14. 50-732-93. -
нов управления Российской Федерации и юридических лиц. - М.: Изд-во стандартов, 1993'.
15. 01-2008. . , ,
обновления и отмены. - Обнинск: ГУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2008.
16. РД 52.14.28-2011. Инструкция. Порядок разработки и обращения отраслевых руководящих документов и рекомендаций. - Обнинск: ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2011.
17. РД 52.18.600-2011. Порядок внедрения нормативных документов. - Обнинск: ФГБУ «ВНИГМИ-МЦД», 2011.
18. ГОСТ Р 1.1-2005. Технические комитеты по стандартизации. Порядок создания и деятельности. - М.: Изд-во стандартов, 2005.
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н., профессор В.П. Варварица.
Минлигареев Владимир Тимурович - Федеральное государственное бюджетное учреждение «Институт прикладной геофизики имени академика EX. Федорова» (ФГБУ «ИПГ»); e-mail: vns32@yandex.ru; 129128, г. Москва, ул. Ростокинская, 9; тел.: 84991815215; главный метролог - ведущий научный сотрудник; к.т.н.
Лапшин Владимир Борисович - e-mail: director@ipg.geospace.ru; тел.: 84991878186; ди-; . .- . .; .
Паньшин Евгений Александрович - e-mail: pansevgenij@yandex.ru; тел.: 84991813622; .
Доренекий Сергей Владимирович - e-mail: Libertango@inbox.ru; тел.: +79266134074; аспирант.
Minligareev Vladimir Timurovich - Federal State Budgetary Institution "Fedorov Institute of Applied Geophysics"(FSBI "lAG"); e-mail: vns32@yandex.ru; 9, Rostokinskaya street, Moscow, 129128, Russia; phone: +74991815215; leading scientist; cand. of eng. sc.
Lapshin Vladimir Borisovich - e-mail: director@ipg.geospace.ru; phone: +74991878186; director; dr. of phis.-math. sc.; professor.
Panshin Evgeny Alexandrovich - e-mail: pansevgenij@yandex.ru; phone: +74991813622; senior assistant.
Dorenskiy Sergey Vladimirovich - e-mail: Libertango@inbox.ru; phone: +79266134074; postgraduate student.
УДК 550.837.6
. . , . . , . .
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПОРОД КАК НАВИГАЦИОННОЕ ПОЛЕ ДЛЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СИСТЕМ
Рассматриваются средства дистанционного измерения эффективного удельного сопротивления с борта летательного аппарата. Дается классификация бортовых электро-, . ,
. ,
а также результаты сравнения полученных оценок эффективного удельного сопротивления с материалами наземных средств измерения. Исследуются возможности применения параметров распределения удельного сопротивления в качестве навигационного поля для корреляционно-экстремальных навигационных систем.
; ; -но-экстремальные навигационные системы.
A.K. Volkovitsky, E.V. Karshakov, B.V. Pavlov
THE DISTRIBUTION OF SOIL EFFECTIVE RESISTIVITY AS A
NAVIGATION FIELD FOR CORRELATION-EXTREMAL SYSTEMS
The article deals with the means of remote effective resistivity measurements on board of the aircraft. Airborne electromagnetic systems which are used for effective resistivity estimation task are classified. The relations forming the basis of the effective resistivity estimation task solution are presented. The results of experimental studies are given. The results of comparision of effective resistivity measured by airborne system and by ground-based one. The capabilities of the distribution of resistivity parameters as a navigation field for correlation-extremal navigation systems are investigated.
Electromagnetic measurements; effective resistivity; correlation-extremal navigation systems.
Введение. Навигация по геофизическим полям - полю рельефа, оптическому полю, аномальному магнитному и гравитационному полям Земли и т.д., - широко применяется при построении бортовых информационно-управляющих систем [1]. При этом ведутся широкомасштабные работы по исследованию навигационных свойств того или иного поля с оценкой их применимости в задачах корреляционно-экстремальной навигации.
В данной работе также исследуется одно из полей - поле удельных сопро-. ,
, , -, , по измерениям электромагнитной системы того или иного типа. В случае дистан-
