СПОСОБ КОНТРОЛЯ С ОРБИТАЛЬНОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА ДВИЖЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНОГО ОБЪЕКТА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ЛЕДНИКА И ОПОЛЗНЯ Российский патент 2021 года по МПК G01S1/04 B64G1/24 

Изобретение относится к области дистанционного мониторинга опасных природных процессов и может быть использовано для контроля с космического аппарата (КА) движения потенциально опасного объекта преимущественно ледника и оползня.

Движение ледника и оползня может привести к катастрофическим последствиям (Л.В. Десинов. Снежный покров и ледники. М., «Знание», 1988; Л.В. Десинов. Агрессия горного ледника. «Земля и Вселенная», №1, 2003). Поэтому необходимо контролировать движение и моменты времени их катастрофического схода.

Для определения скорости движения ледника могут быть использованы своеобразные «ледниковые часы» - криокинеметры (криокинеметр, приспособленный для непрерывной записи, называется криокинеграфом). Например, известны сконструированный Швейцарской ледниковой комиссией криокинеметр (Mercanton P.Le cryocinémétre de la Commission helvetigue des glaciers. «Ztschr. F.G.», XXII, 1935), содержащий основание, блок вращения, циферблат со стрелками и проволоку с закрепленными на ней грузиком и якорем, который связывает прибор с ледником, и криокинеграф (Galloway R. W. Mechanical measurement of glacier motion. «Journ. Of Glaciology», No. 19, 1956), который устанавливают на трубках, глубоко погруженных в лед и заполненных замораживающей смесью льда и соли. Определив скорость движения ледника, можно приблизительно оценить момент времени его катастрофического схода.

Также известен способ определения перемещения ледника за заданный промежуток времени (С.В. Калесник. Очерки гляциологии, Государственное издательство географической литературы, Москва, 1963), согласно которому ставят две вехи, одну на языке ледника, другую - на склоне ледника, и с помощью угломерного прибора, размещаемого с наблюдателем на склоне ледника, измеряют перемещение ледника за заданный промежуток времени, по которому определяют скорость движения ледника. С помощью данного способа можно получить качественную оценку момента времени катастрофического схода ледника. Применение данного способа ограничено условием прямой видимости установленных на леднике и склоне ледника вех и наблюдателя, а также самой необходимостью работы специалистов на леднике и его склоне.

Известен способ определения скорости движения фронтальной части ледника с КА (патент РФ №2568152 по заявке №2014120766/28, МПК G01C 11/00 (2006.01), приоритет от 22.05.2014), согласно которому определяют неподвижные характерные точки на склонах ледника, осуществляют с КА съемку ледника и неподвижных характерных точек и получают изображение, фиксируют контрольный створ в виде линии, проходящей через неподвижные характерные точки, в случае пересечения изображения ледника и контрольного створа измеряют по полученному изображению расстояние от контрольного створа до максимально удаленной крайней точки языка ледника, а в случае если изображение ледника и контрольный створ не пересекаются - расстояние до минимально удаленной крайней точки языка ледника, через промежуток времени ΔT, больший или равный n=3⋅d/0.2, где n - количество суток, d - геометрическое разрешение съемочной системы КА по поверхности Земли, повторяют съемку с КА при возникновении условий съемки, определяют изменение δL измеряемого расстояния от контрольного створа до крайней точки языка ледника и определяют скорость движения фронтальной части ледника по формуле δL/ΔT.

К недостаткам способа относится то, что он не обеспечивает контроля возможности наступления катастрофического события на объекте, достижение которого фронтальной части ледника приведет к катастрофическим последствиям, с учетом времени, необходимого для принятия решения по подготовке к наступлению катастрофического события.

Известен способ контроля движения наблюдаемого с КА ледника (патент РФ №2650779 по заявке №2016125589, МПК G01C 11/06 (2006.01), приоритет от 28.06.2016 - прототип), включающий построение и поддержание ориентации КА, требуемой для выполнения съемки с КА земной поверхности, и определение по измеренным параметрам орбиты КА моментов времени прохождения КА над ледником, съемку с КА ледника и неподвижных характерных наземных точек в моменты, взятые через задаваемый промежуток времени, и определение скорости движения фронтальной части ледника по получаемым изображениям, согласно которому выполняют одну или более съемку ледника и характерных точек вокруг ледника через отсчитываемое от момента выполнения предшествующей съемки ледника время ΔГ, определяемое соотношением

S - расстояние от фронтальной части ледника до наземного объекта, достижение которого ледником приведет к катастрофическим последствиям, отсчитываемое вдоль линии движения фронтальной части ледника к наземному объекту, определяемое по расстояниям от характерных наземных точек до фронтальной части ледника, определяемым по изображению, полученному в предшествующей съемке ледника;

V - скорость движения фронтальной части ледника, отсчитываемая вдоль линии движения фронтальной части ледника к наземному объекту, определяемая на момент предшествующей съемки ледника по фиксируемым моментам времени предшествующих съемок ледника и расстояниям от характерных наземных точек до фронтальной части ледника, определяемым по изображениям, полученным в предшествующих съемках ледника;

a_max - задаваемое максимальное ускорение движения фронтальной части ледника вдоль линии его движения к наземному объекту;

Δt_кр - задаваемое время для принятия решения по подготовке к катастрофическому событию на наземном объекте, по получаемым изображениям определяют расстояния от характерных наземных точек до фронтальной части ледника, по которым определяют параметры, по которым контролируют движение фронтальной части ледника относительно наземного объекта. Способ-прототип обеспечивает контроль достижения ледником наземного объекта с учетом времени, необходимого для принятия решения по подготовке к наступлению катастрофического события.

К недостаткам способа-прототипа относится то, что в нем используется съемка с КА потенциально опасного объекта с последующей обработкой получаемых изображений, включающей распознавание и координатную привязку характерных наземных точек и характерных точек непосредственного потенциально опасного объекта, при этом возможности реализации съемки с КА ограничены необходимостью выполнения условий, определяемых характеристиками аппаратуры наблюдения и характеризующихся взаимным положением объекта съемки и трасс КА на земной поверхности, освещенностью объекта (как правило углом возвышения Солнца над плоскость местного горизонта), метеоусловиями (как правило характеристиками облачности). Указанные ограничения существенно ограничивают возможность применения способа-прототипа, а при его использовании существенно снижают оперативность контроля движения потенциально опасного объекта.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение использования высокоточных данных спутниковой навигации для оперативного определения параметров движения потенциально опасного объекта относительно задаваемого наземного пункта, достижение которого потенциально опасным объектом может привести к катастрофическим последствиям.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении точности контроля движения потенциально опасного объекта относительно наземного пункта, достижение которого потенциально опасным объектом может привести к катастрофическим последствиям.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля с орбитального космического аппарата движения потенциально опасного объекта преимущественно ледника и оползня, включающем построение и поддержание задаваемой ориентации космического аппарата, снабженного радио-приемо-передающими средствами, определение по измеренным параметрам орбиты космического аппарата моментов времени прохождения космического аппарата над потенциально опасным объектом и определение параметров движения потенциально опасного объекта относительно задаваемого наземного пункта по получаемым аппаратурным данным, дополнительно по радиосигналам от спутников системы спутниковой навигации, принятым размещенным на объекте приемо-передающим радиоустройством, определяют координаты местоположения радиоустройства, по которым с учетом значений параметров орбиты космического аппарата определяют время нахождения радиоустройства в зоне видимости передающей антенны космического аппарата, в течение которого выполняют прием радиоустройством передаваемого с космического аппарата радиосигнала с текущими значениями параметров орбиты, по которым с учетом определенных текущих координат местоположения радиоустройства определяют время нахождения радиоустройства в зоне видимости приемной антенны космического аппарата, в течение которого выполняют передачу радиоустройством радиосигнала с координатами местоположения радиоустройства, определенными для задаваемого количества моментов через задаваемые промежутки времени, и значения моментов времени, на которые выполнено определение данных координат, выполняют прием данного радиосигнала на космическом аппарате, по принятым координатам местоположений радиоустройства и моментам времени, на которые выполнено их определение, определяют параметры движения потенциально опасного объекта и прогнозируют наиболее ранний момент Тсоб, когда потенциально опасный объект предположительно достигнет наземного пункта, и при min{Тп}≥Тсоб-ΔТреш, где

Тп - прогнозируемый момент начала интервала времени нахождения радиоустройства в зоне видимости приемной антенны космического аппарата;

ΔТреш - время для принятия решения по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта,

выдают индикацию о необходимости принятия решения по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта.

Суть изобретения поясняется рисунком, на котором приведен пример возможной циклограмм выполнения действий при реализации предлагаемого изобретения и обозначено:

Тка - временная шкала КА;

Трупоо - временная шкала приемо-передающего радиоустройства, размещенного на потенциально опасном объекте,

И1 - интервалы времени, в течение которых размещенное на потенциально опасном объекте радиоустройство находится в зоне видимости передающей антенны КА;

И2 - интервалы времени, в течение которых размещенное на потенциально опасном объекте радиоустройство находится в зоне видимости приемной антенны КА;

1 - передача радиочастотного сигнала средствами радиосвязи КА;

2 - передача радиочастотного сигнала радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте;

Топр - моменты времени, в которые осуществляют определение координат местоположения радиоустройства по принятым радиоустройством радиочастотным сигналам от спутников системы спутниковой навигации;

Тн0, Тн1 - моменты начала, соответственно, первого и второго сеансов передачи/приема информации между средствами радиосвязи КА и радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте.

Тсоб - прогнозируемый наиболее ранний момент, когда потенциально опасный объект предположительно достигнет наземного пункта;

ΔТсоб - прогнозируемое время, отсчитываемое от последнего момента определения принятых координат местоположения размещенного на потенциально опасном объекте радиоустройства, за которое потенциально опасный объект предположительно достигнет наземного пункта;

Тпосл - последний момент определения координат местоположения размещенного на потенциально опасном объекте радиоустройства, по которым определено значение ΔТсоб;

ΔТреш - время для принятия решения по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта,

Тп - прогнозируемый момент начала интервала времени нахождения радиоустройства в зоне видимости приемной антенны КА;

ΔТп - время от последнего момента определения принятых на КА координат местоположения радиоустройства до прогнозируемого момента начала интервала времени нахождения радиоустройства в зоне видимости приемной антенны КА (до начала следующего сеанса передачи информации радиоустройством).

Поясним суть изобретения.

В предлагаемом способе на потенциально опасном объекте - например, на фронтальной части (языке) ледника или на массиве пород, которые составляют или потенциально могут составить массив смещающихся природных масс в виде оползня - размещают снабженное блоком управления приемо-передающее радиоустройство, приспособленные для обмена данными со средствами радиосвязи КА, а также снабженное антенной (приемником) для приема сигналов от спутников одной или нескольких систем спутниковой навигации (систем ГЛОНАСС, GPS, Галилео, BeiDou и/или их комбинаций). Считаем, что радиоустройство имеет автономное питание (например, аккумуляторные и солнечные батареи). Радиоустройство размещают на потенциально опасном объекте таким образом, что оно сохраняет свою функциональную работоспособность в процессе возможного перемещения (движения) рассматриваемого потенциально опасного объекта.

На КА дополнительно к имеющимся на нем штатным радиосредствам размещают средства радиосвязи, приспособленные для обмена данными с вышеупомянутым радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте.

Опишем пример возможных операций, реализующих предлагаемый способ.

Определяют координаты начального местоположения радиоустройства, размещенного на потенциально опасном объекте.

Выполняют навигационные измерения, по которым определяют параметры орбиты КА.

Выполняют развороты КА для построения и последующего поддержания ориентации КА, при которой подстилающая поверхность пересекает диаграммы направленности (с требуемым значением коэффициента усиления - требуемой плотностью мощности излучения на передачу и требуемой чувствительностью на прием) антенн средств радиосвязи КА, приспособленных для обмена данными с радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте, при этом зоны видимости передающей и приемной антенн КА, образуемые сечением диаграмм направленности антенн подстилающей поверхностью, имеют размер, не менее требуемого - необходимого и достаточного для обеспечения радиосвязи между КА и радиоустройством с заданной регулярностью: в течение заданного количества суток выполняются условия для реализации не менее чем заданного (требуемого для обеспечения необходимой частоты обновления данных о движении потенциально опасного объекта) количества сеансов связи с не менее чем заданной (требуемой для передачи необходимого объема передаваемый в сеансе данных) продолжительностью сеанса. Например, осуществляется построение ориентации КА, при которой центральные точки зон видимости передающей и приемной антенн КА расположены не далее чем на задаваемых расстояниях от трассы КА и от подспутниковой точки КА и проекции центральных точек зон видимости передающей и приемной антенн КА на линию трассы КА расположены не далее чем на задаваемых расстояниях от подспутниковой точки КА (с учетом знака отсчета данной проекции). Например, при условии положительного отчета расстояния от подспутниковой точки КА вдоль трассы КА в сторону направления полета, расстояние от подспутниковой точки КА до проекции центральной точки зоны видимости передающей антенны КА на линию трассы КА превышает расстояние от подспутниковой точки КА до проекции центральной точки зоны видимости приемной антенны КА на линию трассы КА (выполнение данного условия обеспечивает, в частности, последовательное вхождение радиоустройства, размещенного на объекте, в зоны видимости передающей и приемной антенн КА).

Используя наземные технические средства (например, через съемные носители информации или по беспроводной связи) осуществляют передачу в блок управления радиоустройства, размещенного на потенциально опасном объекте, следующих данных:

- данных параметров орбиты КА (начальных значений параметров орбиты КА);

- данных, определяющих задаваемые моменты времени Топр, в которые осуществляют определение координат местоположения радиоустройства по принятым радиоустройством радиочастотным сигналам от спутников системы спутниковой навигации. Например, такие данные могут включать частоту или промежутки времени между моментами определения координат, количество моментов определения координат и время отсчета данных моментов от задаваемого времени и т.д.

Осуществляют прием радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте, радиочастотных сигналов от спутников системы спутниковой навигации, по которым определяют текущие координаты местоположения радиоустройства.

В блоке управления радиоустройства, размещенного на потенциально опасном объекте, по данным параметров орбиты КА и координатам местоположения радиоустройства определяют интервалы времени И1, в течение которых радиоустройство находится в зоне видимости передающей антенны КА - покрывается ее диаграммой направленности с требуемым значением коэффициента усиления (требуемой плотностью мощности излучения).

В заданные моменты времени Топр - не менее чем для задаваемого количества моментов (≥3), взятых через задаваемые промежутки времени, - осуществляют прием радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте, радиочастотных сигналов от спутников системы спутниковой навигации, по которым осуществляют определение координат местоположения радиоустройства и запоминают определенные координаты и моменты времени, на которые выполнено их определение, в блоке управления радиоустройством.

На КА (или в ЦУП КА) по данным параметров орбиты КА и номинальным координатам местоположения потенциально опасного объекта определяют интервалы времени, в течение которых потенциально опасный объект находится в зоне видимости передающей антенны КА, и в данные интервалы времени выполняют передачу с КА (средствами радиосвязи КА) радиочастотного сигнала, содержащего данные параметров орбиты КА.

С моментов начала определенных в блоке управления радиоустройства интервалов времени И1, в течение которых радиоустройство находится в зоне видимости передающей антенны КА, осуществляют прием радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте, радиочастотного сигнала, передаваемого с КА и содержащего текущие данные параметров орбиты КА.

Осуществляют прием радиоустройством радиочастотных сигналов от спутников системы спутниковой навигации, по которым определяют текущие координаты местоположения радиоустройства.

В блоке управления радиоустройства по данным параметров орбиты КА и координатам местоположения радиоустройства определяют интервалы времени И2, в течение которых размещенное на потенциально опасном объекте радиоустройство находится в зоне видимости приемной антенны КА - покрывается ее диаграммой направленности с требуемым значением коэффициента усиления (требуемой чувствительностью). Зону видимости антенны КА определяет сечение диаграммы направленности антенны (с требуемым значением коэффициента усиления) подстилающей поверхностью. Поскольку возможности передачи сигнала радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте, ограничены возможностями автономного источника питания, то зона видимости предназначенной для его приема приемной антенны КА как правило менее зоны видимости передающей антенны КА.

В моменты времени данных определенных интервалов времени И2 выполняют передачу радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте, радиочастотного сигнала, содержащего определенные (запомненные) координаты местоположения радиоустройства и моменты времени, на которые выполнено определение данных координат, и осуществляют прием этого радиочастотного сигнала средствами радиосвязи КА.

Далее выполняют следующую повторяющуюся последовательность действий.

В блоке управления радиоустройства (после завершения радиоустройством сеанса передачи информации) по данным параметров орбиты КА и координатам местоположения радиоустройства определяют следующие прогнозируемые интервалы времени И1 нахождения радиоустройства в зоне видимости передающей антенны КА (которые будут использоваться для реализации следующих сеансов приема данных радиоустройством). На время до наступления следующего интервала времени нахождения радиоустройства в зоне видимости передающей антенны КА радиоустройство переводят в режим низкого потребления энергии (энергосберегающий режим функционирования).

Выполняют целевую обработку полученных на К А данных, которая заключается в следующем. По полученным координатам местоположений радиоустройства, размещенного на потенциально опасном объекте, и моментам времени, на которые выполнено их определение, определяют параметры движения потенциально опасного объекта (скорость, ускорение и т.д.), в том числе параметры движения потенциально опасного объекта относительно наземного пункта, достижение которого потенциально опасным объектом может привести к катастрофическим последствиям. Определяют момент времени Тсоб - прогнозируемый (по параметрам движения потенциально опасного объекта, определенным по принятым координатам местоположения радиоустройства и моментам времени, на которые выполнено их определение) наиболее ранний момент, когда потенциально опасный объект предположительно достигнет наземного пункта. Целевая обработка полученных на КА данных может быть выполнена как непосредственно на КА, так и на Земле - в этом случае выполняют передачу принятой на КА информации на Землю (в ЦУП или наземный центр обработки данных) по штатному радиоканалу связи КА с Землей.

В заданные моменты времени Топр - не менее чем для задаваемого количества моментов, взятых через задаваемые промежутки времени, - осуществляют прием радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте, радиочастотных сигналов от спутников системы спутниковой навигации, по которым осуществляют определение координат местоположения радиоустройства и запоминают определенные координаты и моменты времени, на которые выполнено их определение, в блоке управления радиоустройством.

Выполняют навигационные измерения, по которым определяют текущие параметры орбиты КА.

Выполняют развороты КА для построения и последующего поддержания ориентации КА, при которой подстилающая поверхность пересекает диаграммы направленности антенн средств радиосвязи КА, приспособленных для обмена данными с радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте.

На КА (или в ЦУП КА) по данным параметров орбиты КА и координатам местоположения размещенного на потенциально опасном объекте радиоустройства определяют интервалы времени, в течение которых радиоустройство находится в зонах видимости передающей и приемной антенн КА и выполняется соотношение

где Тп - прогнозируемый момент начала интервала времени нахождения радиоустройства в зоне видимости приемной антенны КА;

ΔТреш - время для принятия решения по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта.

При невозможности выполнения соотношения (1) - т.е. при выполнении соотношения

где min{Тп} - прогнозируемый наиболее ранний момент времени нахождения радиоустройства в зоне видимости приемной антенны КА, выдают индикацию о необходимости принятия соответствующего решения по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта (например, к катастрофическому событию на наземном пункте - если достижение потенциально опасным объектом наземного пункта может привести в катастрофе), предусмотренного для принятия за заданное время ΔТреш до наступления такого события. После выполнения соотношения (2) для заданного конкретного значения ΔТреш используемое значение времени ΔТреш изменяют (уменьшают) и заменяют на другое конкретное значение времени, отводимого для принятия решения по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта, которое соответствует следующему этапу принятия решений по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта (к наступлению катастрофического события на наземном пункте).

Момент Тп, удовлетворяющий соотношению (1), выбирается как момент начала следующего сеанса передачи информации радиоустройством.

С момента начала определенного интервала времени нахождения радиоустройства в зоне видимости передающей антенны КА, предшествующего моменту Тп, выполняют передачу с КА (средствами радиосвязи КА) радиочастотного сигнала, содержащего данные параметров орбиты КА.

С моментов начала определенных в блоке управления радиоустройства интервалов времени И1, в течение которых радиоустройство находится в зоне видимости передающей антенны КА, осуществляют прием радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте, радиочастотного сигнала, передаваемого с КА и содержащего текущие данные параметров орбиты КА.

Осуществляют прием радиоустройством радиочастотных сигналов от спутников системы спутниковой навигации, по которым определяют текущие координаты местоположения радиоустройства.

В блоке управления радиоустройства, размещенного на потенциально опасном объекте, по данным параметров орбиты КА и координатам местоположения радиоустройства определяют начало интервала времени, в течение которого радиоустройство находится в зоне видимости приемной антенны КА, и начиная с этого времени выполняют передачу радиоустройством радиочастотного сигнала, содержащего определенные (запомненные) координаты местоположения радиоустройства и моменты времени, на которые выполнено определение данных координат, и осуществляют прием этого радиочастотного сигнала средствами радиосвязи КА.

Далее повторяют описанную последовательность действий, реализуя контроль за движением потенциально опасного объекта относительно наземного пункта.

Отметим, что отличие в реализации первого и последующих сеансов приема информации радиоустройством состоит в следующем: при выполнении первого и последующих сеансов приема информации радиоустройством время нахождения радиоустройства в зоне видимости передающей антенны космического аппарата определяют по параметрам орбиты космического аппарата, соответственно переданным наземными техническими средствами (при реализации первого сеанса) и принятым радиоустройством в предыдущем сеансе приема информации с космического аппарата (при реализации последующих сеансов).

Отметим, что для реализации возможности наиболее длительного контроля (за счет достижения максимально-возможной экономии ресурса автономного питания радиоустройства) на всех интервалах времени между моментами выполнения энергоемких операций при функционировании радиоустройства (операций приема данных, передачи данных, определения координат с использованием системы спутниковой навигации) радиоустройство переводят в режим низкого потребления энергии (энергосберегающий режим функционирования).

Отметим, что данные, определяющие задаваемые моменты времени Топр, в которые осуществляют определение координат местоположений радиоустройства, размещенного на потенциально опасном объекте, по принятым радиоустройством радиочастотным сигналам от спутников системы спутниковой навигации, могут быть уточнены по результатам определения текущих (фактических на текущий момент времени) значений определяемых параметров движения потенциально опасного объекта. В общем случае требования к задаваемым моментам времени Топр, в которые осуществляют определение координат местоположений радиоустройства, размещенного на потенциально опасном объекте, по принятым радиоустройством радиочастотным сигналам от спутников системы спутниковой навигации, определяют исходя из требований точности определения указанных координат и требований точности определения и прогнозирования по ним параметров движения потенциально опасного объекта. Передачу новых значений указанных данных в блок управления радиоустройства, размещенного на потенциально опасном объекте, осуществляют при выполнении очередного сеанса передачи информации с КА на данное радиоустройство.

Отметим, что для повышения точности определения параметров движения потенциально опасного объекта наряду с определением координат местоположения радиоустройства (средствами спутниковой навигации) в точке месторасположения радиоустройства измеряют температуру среды (размещаемыми на потенциально опасном объекте совместно с радиоустройством средствами измерения температуры). При этом при выполнении действий способа выполняют передачу радиоустройством радиосигнала, содержащего координаты местоположения радиоустройства, определенные для задаваемого количества моментов через задаваемые промежутки времени, измеренную в точке местоположения радиоустройства температуру среды и моменты времени, на которые выполнено определение данных координат и температуры, выполняют прием данного радиосигнала на космическом аппарате (с последующей возможной передачей полученной информации на Землю) и параметры движения потенциально опасного объекта определяют по принятым координатам местоположения радиоустройства, температуре и моментам времени, на которые выполнено их определение. Например, по измеренным значениям температуры в точке местоположения радиоустройства определяют зависимость параметров скорости радиоустройства от характеристик температуры и применяют данную зависимость при расчете параметров движения потенциально опасного объекта (определяемых по параметрам движения размещенного на потенциально опасном объекте радиоустройства) для моментов времени, следующих за последним моментом определения принятых координат местоположения радиоустройства, с учетом определяемой (прогнозируемой) температуры среды на потенциально опасном объекте.

При использовании предлагаемого способа возможно задание нескольких наземных пунктов, достижение каждого из которых потенциально опасным объектом (ледником, оползнем и т.д.) может привести к катастрофическим последствиям. В этом случае действия предлагаемого способа применяются к каждому из задаваемых наземных пунктов. Частным случаем является возможность изменения координат рассматриваемого наземного пункта, - например, когда в качестве наземного пункта выступает подвижная или перемещаемая научная станция или производственная установка и т.д. При этом новое местоположение такого наземного пункта может выбираться с учетом определяемого текущего положения потенциально опасного объекта (ледника, оползня и т.д.) и определяемых текущих значений параметров его движения.

Опишем технический эффект предлагаемого изобретения.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает использование высокоточных данных спутниковой навигации для оперативного определения параметров движения потенциально опасного объекта относительно задаваемого наземного пункта, достижение которого потенциально опасным объектом может привести к катастрофическим последствиям.

Выполнение определения координат местоположений радио-приемо-передающего устройства (по принятым этим устройством радиочастотным сигналам от спутников системы спутниковой навигации) менее чем для задаваемого количества моментов времени, взятых через задаваемые промежутки времени непосредственно перед сеансом передачи данных координат на КА, обеспечивает наличие необходимого объема данных для максимально точного определения параметров движения потенциально опасного объекта и максимального обоснованного прогнозирования его возможного движения, в том числе относительно рассматриваемого наземного пункта.

В отличие от прототипа, в котором для определения параметров движения объекта используют измерения от оптической аппаратуры наблюдения, получение которых существенно ограничено необходимостью выполнения требуемых условий-ограничений на удаление объекта съемки от трассы КА, освещенность объекта, метеоусловия, в предлагаемом способе используют измерения координат по сигналам от спутников системы спутниковой навигации, получение которых не зависит от подобных ограничений.

При этом предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять дистанционный контроль движения потенциально опасного объекта относительно задаваемого наземного пункта с учетом времени, необходимого для принятия решения по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта (к наступлению возможного катастрофического события на наземном пункте).

Действительно, выполнение сеансов передачи/приема информации между радиоустройством, размещенным на потенциально опасном объекте, и средствами радиосвязи КА в моменты времени, удовлетворяющие соотношению (1), обеспечивает выполнение необходимых измерений текущего местоположения и параметров движения потенциально опасного объекта с передачей их на КА не позже, чем за требуемое время ΔТреш до возможного наступления катастрофического события, связанного достижением потенциально опасным объектом наземного пункта, причем невозможность выполнения соотношения (1) для заданного конкретного значения времени ΔТреш, отводимого для принятия решения по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта, - случай, когда выполняется соотношение (2), - является индикацией о необходимости принятия соответствующего решения.

Таким образом, обеспечивается гарантированный контроль движения потенциально опасного объекта относительно задаваемого наземного пункта, в том числе реализуется определение опасного для заданного наземного пункта движения потенциально опасного объекта и обеспечивается возможность своевременной подготовки к наступлению потенциального катастрофического события с возможностью учета различных этапов подготовки.

В настоящее время технически все готово для реализации предложенного способа. Промышленное исполнение существенных признаков, характеризующих изобретение, не является сложным и может быть выполнено с использованием существующих технических средств.

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться для дистанционного мониторинга с космического аппарата движения потенциально опасного объекта (ПОО). Технический результат состоит в повышении точности контроля движения потенциально опасного объекта относительно наземного пункта, достижение которого потенциально опасным объектом может привести к катастрофическим последствиям. Для этого по радиосигналам от спутников системы спутниковой навигации, принятым размещенным на потенциально опасном объекте приемо-передающим радиоустройством определяют координаты радиоустройства (РУ), по которым с учетом значений параметров орбиты КА определяют время нахождения РУ в зоне видимости передающей антенны КА. Выполняют прием РУ передаваемого с КА сигнала с текущими значениями параметров орбиты. По параметрам орбиты и определенным текущим координатам РУ определяют время нахождения РУ в зоне видимости приемной антенны КА. Передают с РУ на КА сигнал с временами и координатами РУ, определенными для задаваемого количества моментов через задаваемые промежутки времени. Определяют параметры движения ПОО и прогнозируют наиболее ранний момент Тсоб, когда ПОО предположительно достигнет наземного пункта. 1 ил.

Способ контроля с орбитального космического аппарата движения потенциально опасного объекта, преимущественно ледника и оползня, включающий построение и поддержание задаваемой ориентации космического аппарата, снабженного радио-приемо-передающими средствами, определение по измеренным параметрам орбиты космического аппарата моментов времени прохождения космического аппарата над потенциально опасным объектом и определение параметров движения потенциально опасного объекта относительно задаваемого наземного пункта по получаемым аппаратурным данным, отличающийся тем, что дополнительно по радиосигналам от спутников системы спутниковой навигации, принятым размещенным на потенциально опасном объекте приемо-передающим радиоустройством, определяют координаты местоположения радиоустройства, по которым с учетом значений параметров орбиты космического аппарата определяют время нахождения радиоустройства в зоне видимости передающей антенны космического аппарата, в течение которого выполняют прием радиоустройством передаваемого с космического аппарата радиосигнала с текущими значениями параметров орбиты, по которым с учетом определенных текущих координат местоположения радиоустройства определяют время нахождения радиоустройства в зоне видимости приемной антенны космического аппарата, в течение которого выполняют передачу радиоустройством радиосигнала с координатами местоположения радиоустройства, определенными для задаваемого количества моментов через задаваемые промежутки времени, и значения моментов времени, на которые выполнено определение данных координат, выполняют прием данного радиосигнала на космическом аппарате, по принятым координатам местоположений радиоустройства и моментам времени, на которые выполнено их определение, определяют параметры движения потенциально опасного объекта и прогнозируют наиболее ранний момент Тсоб, когда потенциально опасный объект предположительно достигнет наземного пункта, и при min{Тп}≥Тсоб-ΔТреш, где

Тп - прогнозируемый момент начала интервала времени нахождения радиоустройства в зоне видимости приемной антенны космического аппарата;

ΔТреш - время для принятия решения по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта,

выдают индикацию о необходимости принятия решения по подготовке к достижению потенциально опасным объектом наземного пункта.