Оценка возможности применения канала радиосвязи для передачи видеоинформации между беспилотным подводным аппаратом и пультом дистанционного управления

Цель исследования. За последние годы беспилотные подводные аппараты стали более доступными и эффективными, что привело к их широкому распространению и внедрению в различных отраслях, в том числе для решения задач Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. Технологичность данных устройств позволяет выполнять задачи под водой без прямого участия человека за счет использования датчиков, камер и ряда других приборов с высокими тактико-техническими характеристиками.
Целью исследования является оценка максимальной дальности передачи видеоинформации качества FullHD с беспилотного подводного аппарата для идентификации подводных объектов при мониторинге спасателями в условиях чрезвычайной ситуации.
Методы исследования основаны на основных положениях теории радиосвязи, теории диагностики и методах прогнозирования технического состояния подводных аппаратов. Проанализированы принципы передачи видеоинформации с беспилотных подводных аппаратов, используемых для мониторинга морского дна. Произведена критическая оценка максимального расстояния удаления беспилотного подводного аппарата от оператора в условиях спасательной операции.
Результаты. Оценен показатель энергетического запаса в канале связи с частотой 1 ГГц при передаче данных со скоростями, соответствующими плезиохронной цифровой иерархии, который составил 50–70 метров. Оценено затухание сигнала, в котором на расстоянии 100 метров от источника электромагнитные волны ослабевают на 200 дБ. Оценена максимальная дальность радиопередачи в подводном пространстве на частоте 1 ГГц с использованием КАМ-16 и турбокодов 3/4, которая составила 55 метров.
Заключение. В качестве перспективных направлений исследований в области использования беспилотных подводных аппаратов в водном пространстве следует рассматривать применение технологии высокоскоростной ближней радиосвязи, способствующее обеспечению скрытности подводной радиосвязи.

1. Джаныбеков Р. Ю., Аббасов И. Б. Проблемы в проектировании морских робототехнических комплексов // Международный научно-исследовательский журнал. 2023. № 11(137). С. 1–10. https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.137.21

2. Жантуреев Ж. Ж. К проблеме применения беспилотных подводных аппаратов в практике раскрытия, расследования и предупреждения преступлений // Расследование преступлений: проблемы и пути их решения. 2023. № 1(39). С. 152–158. https://doi.org/10.54217/2411-1627.2023.39.1.019

3. Дмитриев В. И., Каретников В. В. Методы обеспечения безопасности мореплавания при внедрении беспилотных технологий // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. 2017. Т. 9, № 6. С. 1151–1152.

4. Спиридонов А. А., Фадеев А. М. Стратегические приоритеты применения беспилотных технологий при реализации энергетических проектов в Арктике // Стратегирование: теория и практика. 2023. Т. 3, № 3(9). С. 322–335. https://doi.org/10.21603/2782-2435-2023-3-3-322-335

5. CHASING M2 S Underwater Drone_Industrial-Grade Underwater ROV. URL: https://www.chasing.com/en/chasing-m2s-overview.html (дата обращения: 29.12.2024).

6. Оценка дальности передачи видеоинформации различного качества при мониторинге чрезвычайных ситуаций с беспилотного летательного аппарата / М. Ю. Алемпьев, Д. С. Коптев, В. Г. Довбня, Е. В. Скрипкина // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2023. Т. 13, № 2. С. 31–44.

7. Катавараян Б., Сантанам Ш. Особенности подводной системы оптической беспроводной связи в условиях различных типов морской воды // Светотехника. 2021. № 5. С. 68–76.

8. Мкртчян Ф. А. СВЧ-радиометрия в мониторинге геофизических характеристик земной поверхности // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2024. № 4. С. 173–186. https://doi.org/10.36535/0235-5019-2024-04-3

9. Сети связи для подводных автономных роботизированных комплексов: монография / В. П. Федосов, С. П. Тарасов, П. П. Пивнев, В. В. Воронин, С. В. Кучерявенко, А. А. Легин, А. В. Ломакина, В.А. Франц. Ростов н/Д: Издательство Южного федерального университета, 2018. 178 с.

10. Гранков А. Г., Мильшин А. А. О факторах, влияющих на прохождение радиоволн по трассе «спутник-Земля» в СВЧ- и УВЧ-диапазонах в телекоммуникационных системах // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2022. № 5. С. 47–58. https://doi.org/10.36535/0235-5019-2022-05-5

11. Колосов П. Удалённый мониторинг водных ресурсов с помощью ИИ и БПЛА // Control Engineering Россия. 2022. № 1 (97). С. 58–59.

12. Шкинёв В. М., Сапрыкин О. А., Носов В. Н. Об увеличении ресурсов автономных подводных аппаратов путем применения источников морской среды и изменения конструкции // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2024. № 5(770). С. 66–77.

13. Джуринский К. Современная отечественная база коаксиальных радиокомпонентов для модулей и блоков СВЧ // Электроника: Наука, технология, бизнес. 2023. № 7(228). С. 122–131. https://doi.org/10.22184/1992-4178.2023.228.7.122.131

14. Довбня В. Г., Азиатцев В. Е., Михайлов С. Н. Помехоустойчивость радиоприемных систем цифровых линий связи: монография / Юго-Западный гос. ун-т. Курск, 2017. 175 с.

15. Результаты апробации прототипа платформы морского Интернета вещей для обеспечения взаимодействия и цифровой навигации морских роботизированных агентов / А. А. Кабанов, Ю. Д. Черемухин, В. А. Крамарь [и др.] // Системы контроля окружающей среды. 2023. № 1(51). С. 53–63. https://doi.org/10.33075/2220-5861-2023-1-53-63

16. Андрюшечкин Ю. Н., Прохоренков А. А., Лукин А. И. Создание действующей модели специального плавучего средства навигационного ограждения для информационного обеспечения безопасности судоходства // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. 2021. Т. 13, № 1. С. 45–51. https://doi.org/10.21821/2309-5180-2021-13-1-45-51

17. Каштанов В. В., Немтинов В. А. Анализ организации связи с применением беспилотных летательных аппаратов малой дальности // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2022. Т. 28, № 4. С. 606–614. https://doi.org/10.17277/vestnik.2022.04.pp.606-614

18. Оценка дальности полёта и передачи видеоинформации при мониторинге чрезвычайных ситуаций с беспилотного летательного аппарата в сложных метеорологических условиях / М. Ю. Алемпьев, А. Е. Семенова, Д. С. Коптев, В. Г. Довбня // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2024. Т. 14, № 2. С. 21–39. https://doi.org/10.21869/2223-1536-2024-14-2-21-39

19. P.372: Radio noise. URL: itu.int›rec/R-REC-P.372/en (дата обращения: 12.12.2024).

20. Сиражудинов С. М. Организация качественной и безопасной передачи данных в системах связи и радиодоступа морских робототехнических комплексов // Вопросы безопасности. 2023. № 1. С. 32–40. https://doi.org/10.25136/2409-7543.2023.1.39686

21. Довбня В. Г., Коптев Д. С. Основные направления повышения помехозащищенности радиоприёмных систем на основе пространственно-временной обработки сложных сигналов в антенном устройстве // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2020. Т. 10, № 1. С. 36–50.