2. Объявление о защите диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Сальникова Алексея Игоревича на диссертационном совете д 223.006.01

Диссертационный совет Д 223.006.01 объявляет, что Сальников Алексей Игоревич представил диссертацию на соискание учёной степени кандидата технических наук «Совершенствование навигационного обеспечения мореплавания на основе контроля и повышения точностных характеристик судовой аппаратуры спутниковой навигации при эксплуатации» по специальности 05.22.19 «Эксплуатация водного транспорта, судовождение»

Выдержки из автореферата диссертации

Актуальность работы. Одной из важнейших современных проблем эксплуатации морского флота является обеспечение безопасности мореплавания, при этом определённое место в решении этих проблем принадлежит навигационному обеспечению. Эта подтверждается весьма высоким уровнем аварийности морского флота. Необходимость повышения безопасности и эффективности транспортного процесса на морских судоходных путях требуют постоянного развития навигационного обеспечения и, прежде всего, его технического содержания.

Навигационное обеспечение безопасности мореплавания (НОБМ) в основном реализуется современной судовой радионавигационной аппаратурой. Как показывает анализ её состава, структуры и особенностей функционирования, техническую структуру составляет судовая аппаратура (СА) спутниковой навигации (СН).

Анализ существующих источников погрешностей, присущих системам СН, влияния различных возмущающих факторов на точность навигационных определений, а также эксплуатационных погрешностей, обусловленных старением (износом) аппаратуры, квалификацией судоводителей, условиями применения и др. показал, что они существенно меняются в процессе реальной эксплуатации. Поэтому возникает необходимость в контроле и повышении точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации. Всё это подтверждает актуальность и своевременность научной задачи диссертационного исследования, входящей в ФЦП «ГЛОНАСС».

В связи с этим научной задачей, решаемой в работе, является: совершенствование навигационного обеспечения безопасности мореплавания на основе контроля и повышения точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации.

Актуальность решения научной задачи обусловлена:

1) возросшей ролью навигационного обеспечения как важнейшего вида обеспечения безопасности плавания морских судов;

2) отсутствием научных исследований по разработке способов контроля и повышения точностных характеристик СА СН, возможных путей их

реализации и алгоритмов функционирования при реальной эксплуатации, направленных на совершенствование НОБМ;

3) необходимостью внедрения способов контроля и повышения точностных характеристик СА СН, возможных путей их реализации и алгоритмов функционирования в практику эксплуатации, позволяющих оценивать и прогнозировать её точностные характеристики при реальной эксплуатации, повышая качество НОБМ;

4) необходимостью разработки предложений по обоснованию структуры и алгоритмов функционирования интегрированной контрольно-корректирующей станции (ККС) дифференциальной подсистемы (ДПС) ГЛОНАСС/ОР8, формирующей поправки как к координатам и скорости, так и к направлению для объектов, использующих СА СН, что значительно повысит качество НОБМ.

Объектом исследования в работе является навигационное обеспечение безопасности мореплавания. Предмет исследования - способы контроля и повышения точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации, их структурные реализации и алгоритмы функционирования, совершенствующие навигационное обеспечение в интересах повышения безопасности мореплавания.

Целью исследования является совершенствование навигационного обеспечения в интересах повышения безопасности мореплавания на основе разработки способов контроля и повышения точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации, их структурной реализации и алгоритмов функционирования.

Достижение цели исследования реализуется путём решения ряда частных научных задач:

1) анализ структуры навигационного обеспечения как важнейшего вида обеспечения безопасности плавания морских судов, состава СА СН, источников её погрешностей и точности;

2) разработка методики, проведение натурного эксперимента по оцениванию точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации и анализ его результатов;

3) разработка способов контроля точностных характеристик С А СН, возможных путей их реализации и алгоритмов функционирования при реальной эксплуатации;

4) разработка способа повышения точностных характеристик СА СН, возможного пути его реализации при обосновании структуры и алгоритмов функционирования интегрированной ККС ДПС ГЛОНАССЛЗРЙ, формирующей поправки как к координатам и скорости, так и к направлению для объектов, использующих СА СН.

Методы исследования. Теоретической основой исследования послужили методы системного подхода и анализа, теории спутниковых радионавигационных систем, теории построения и эксплуатации сложных систем, теории вероятностей и математической статистики, методы сферической геометрии, методы натурного эксперимента и моделирования.

В результате выполненных исследований получены следующие новые теоретические и практические результаты, выносимые на защиту:

1) способы контроля точностных характеристик С А СН при реальной эксплуатации, возможные структуры реализации и алгоритмы их функционирования, позволяющие совершенствовать НОБМ;

2) способ повышения точностных характеристик СА СН, возможная структура реализации и алгоритм его функционирования, совершенствующие НОБМ;

3) структура построения и алгоритм функционирования интегрированной ККС ДПС ГЛОНАСС/ОРБ, лежащей в основе совершенствования НОБМ;

4) количественные результаты натурного эксперимента по оцениванию точностных характеристик СА СН и рекомендации по их применению.

Научная новизна диссертации заключается в том, что она содержит теоретическое и практическое решение научно-технической задачи совершенствования НОБМ на основе контроля и повышения точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации.

Теоретическая значимость результатов заключаются в следующем:

1) способ повышения точностных характеристик СА СН и его техническая реализация как основа совершенствования НОБМ;

2) способы контроля точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации и пути их реализации как основа поддержания НОБМ;

3) структура построения и алгоритм функционирования интегрированной ККС ДПС ГЛОНАСС/ОРв, лежащей в основе совершенствования НОБМ и формирующей поправки не только к координатам и скорости, но и к направлению для объектов, использующих САСН.

Практическая значимость результатов заключается в доведении теоретических исследований, до уровня структурно-алгоритмической реализации системы контроля и повышения точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации и состоит в разработке:

1) структуры и алгоритмов функционирования системы, реализующей способы контроля точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации;

2) практических рекомендаций по реализации структуры построения и алгоритма функционирования интегрированной ККС ДПС ГЛОНАСС/ОРЯ и СА СН, которые могут составить основу совершенствования НОБМ;

3) практических рекомендаций по применению результатов натурного эксперимента при реальной эксплуатации СА СН.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается: применением системного подхода и проведением широких обобщений существующих информационных источников; использованием методов апробированного математического аппарата; адекватным учётом особенностей построения и функционирования СА СН при разработке способов контроля и повышения точностных характеристик СА СН и путей их реализации при реальной эксплуатации; строгостью математических выкладок и практической проверкой выдвигаемых основных положений в ходе натурного эксперимента; апробацией основных положений работы на научно-практических конференциях различного уровня и в печатных изданиях.

Публикации и реализация результатов. Основные научные результаты опубликованы в 15 работах: в материалах двух Международных форумов "Навигация и связь на море и реке» (2006, 2008 гг.); в журнале

"Транспортная безопасность и технологии" №2, 2006г., входящем в Перечень ВАК 2008 г.; в учебном пособии "Дипломное проектирование", М.: МГАВТ, 2008 г.; в журнале "Речной транспорт (XXI век)" №1, 2011 г., входящем в Перечень ВАК 2010 г.; в шести тезисах научных докладов на НПК МГАВТ; в двух статьях, входящих в сборник научных трудов МГАВТ "Судовождение и обеспечение безопасности судоходства" за 2008 г.; в двух отчётах о НИР. Результаты реализованы в учебном процессе МГАВТ по специальности "Судовождение" и при подготовке трёх заявок на изобретение.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на Международном форуме и НПК "Навигация и связь на море и реке" в 2006 и 2008 гг., на НПК ППС МГАВТ в 2005-2010 гг., на научных семинарах кафедр "Судовождение", "Управление судном и технические средства судовождения"(2005-2011 гг.).

Личный вклад. Положения, защищаемые в диссертации, получены лично автором.

Структура и объём диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырёх разделов, заключения, списка используемых источников и приложения, изложена на 144 страницах и включает 56 рисунков, 9 таблиц, список используемых источников состоит из 86 наименований.

…

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. На основе проведённого анализа информационных источников и личного опыта судовождения сформулирована научная задача совершенствования навигационного обеспечения безопасности мореплавания на основе контроля и повышения точностных характеристик судовой аппаратуры (СА) спутниковой навигации (СН) при реальной эксплуатации, что позволило определить необходимость и приоритетные направления исследований по её решению.

2. Разработана методика проведения и выполнен натурный эксперимент по оцениванию точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации. Результаты анализа натурного эксперимента позволили сделать вывод о необходимости контроля и повышения точности СА СН в процессе реальной эксплуатации, а также сформулировать рекомендации по их применению.

3. Впервые разработаны способы контроля точностных характеристик СА СН на основе установленного на берегу (или на судне) лазерного локатора, их структурные реализации и алгоритмы функционирования, позволяющие с высокой точностью определять погрешности СА СН в различных условиях реальной эксплуатации и информировать судоводителей о действительных, а не о потенциальных точностных характеристиках, что в определённой мере повышает уровень навигационного обеспечения безопасности мореплавания.

4. Исходя из результатов анализа особенностей построения и функционирования контрольно-корректирующей станции (ККС) дифференциальной подсистемы ГЛОНАСС/ОРБ, следует, что все они реализуют коррекцию только вектора состояния потребителя (координаты и скорость), но не корректируют параметры, определяющие угловое положение потребителя (курс, дрейф, крен). В работе предложены способ

повышения точности СА СН, структурная реализация и алгоритм функционирования интегрированной ККС, которая формирует полный корректирующий вектор состояния потребителя (координаты, скорость, курс, дрейф, крен), что значительно повысит качество навигационного обеспечения безопасности мореплавания.

5. Внедрение полученных основных теоретических и практических результатов работы, в первую очередь, способов контроля и повышения точностных характеристик СА СН, их структурных реализаций и алгоритмов функционирования, а также интегрированной ККС, формирующей полный вектор дифференциальных поправок для потребителя (координаты, скорость, курс, дрейф, крен), позволит значительно повысить качество навигационного обеспечения безопасности мореплавания и выполнения отдельных задач Федеральной целевой программы «ГЛОНАСС».

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Адерихин И.В., Сальников А.И. Методика проведения эксперимента по оцениванию точности судовых приёмоиндикаторов спутниковой навигации при эксплуатации // Речной транспорт (XXI век). 2011. №1. С. 75-80.

2. Адерихин И.В., Кищенко С.С., Сальников А.И. Способ контроля точностных характеристик судовых приёмоиндикаторов спутниковой навигации при эксплуатации // Транспортная безопасность и технологии. 2006. №2. С. 61-62.

3. Адерихин И.В., Сальников А.И. Анализ возможностей использования АИС для высокоточных определений между судами. Тезисы доклада на Международном форуме "Навигация и связь на море и реке - 2008". М.: Материалы форума, 2008.2 с.

4. Адерихин И.В., Федоров С.Е., Сальников А.И. Дипломное проектирование. Учебное пособие. М.: Альтаир-МГАВТ, 2008.218 с.

5. Адерихин И.В., Сальников А.И. Методика контроля точностных характеристик судовых приёмоиндикаторов спутниковой навигации при эксплуатации. Тезисы доклада. Материалы XXVIII НПК ППС МГАВТ. М.: МГАВТ, 2006. С. 5-6.

6. Адерихин И.В., Сальников А.И. Способ контроля точности судовых приёмоиндикаторов спутниковой навигации при реальной эксплуатации. Сборник научных трудов "Повышение эффективности судопропуска, судовых технических и радионавигационных систем и безопасности плавания". М.: Альтаир-МГАВТ, 2008. С. 3-5.

7. Адерихин И.В., Сальников А.И. Способ контроля точностных характеристик судовых спутниковых компасов и пути его реализации при эксплуатации. Тезисы доклада. Материалы XXXI НПК ППС МГАВТ. М.: МГАВТ, 2009. С. 23-24.

8. Адерихин И.В., Сальников А.И. Способ повышения точностных характеристик судовой радиоэлектронной аппаратуры спутниковой навигации. Тезисы доклада. Материалы XXXII НПК ППС МГАВТ. М.: МГАВТ, 2010. С. 20-21.

9. Отчёт о НИР "Способы повышения и контроля точностных характеристик судовой аппаратуры радионавигационной системы при эксплуатации". Рук. темы д.т.н., проф. Адерихин И.В., ответств. исполн. Сальников А.И. Госрегистрация № 01201061485. М.: МГАВТ, 2010.118 с.

10. Сальников А.И. Способ повышения точности определения местоположения объектов морского и речного транспорта по радиосигналам спутниковой навигации. Тезисы доклада на Международном форуме "Навигация и связь на море и реке - 2006". М.: Материалы форума, 2006.2 с.

11. Сальников А.И. Методика проведения и анализ результатов натурных испытаний судовых приёмоиндикаторов спутниковой навигации при эксплуатации. Тезисы доклада. Материалы XXVIII НПК ППС МГАВТ. М.: МГАВТ, 2006. С. 7-8.

12. Сальников А.И. Способ повышения точностных характеристик судовых спутниковых компасов и пути его реализации при эксплуатации. Тезисы доклада. Материалы XXXI НПК ППС МГАВТ. М.: МГАВТ, 2009. С. 21-22.

13. Сальников А.И. Сравнительный анализ результатов определения курса судна гирокомпасом и судовым спутниковым компасом в различных навигационных условиях. Сборник научных трудов. М.: Альтаир-МГАВТ, 2008. С. 37-45.