Морские информационно-управляющие системы МАЙ 2019, № 15 | Page 18
Океанологическое обеспечение
информационно-управляющих систем
Описанию океанологического обеспечения распреде-
ленных сетевых систем подводного наблюдения (а, соот-
ветственно, и БИУС) посвящена работа [14]. Информация
об океанической среде представляется «статическими
данными» в виде накопленных баз данных и «динамичес-
кими данными», привязанными ко времени и месту. Дан-
ные о свойствах морского дна могут быть статическими
и поэтому полезными для оперативного использования.
Свойства водных масс изменчивы и требуют динамиче-
ской обработки. Усредненные характеристики водного
слоя, широко использовавшиеся ранее, в настоящее время
не удовлетворяют требованиям оперативных наблюде-
ний.
Примерно 20 лет назад развитие систем сбора, пе-
редачи, обработки океанологических данных и океано-
логических моделей достигло уровня, когда оказалось
осуществимым обслуживание прикладных задач данны-
ми, а также текущими и прогнозными оценками водных
масс в том темпе, который эти задачи требуют. В отличие
от традиционного инструментария появились «рабочие»
системы реального времени. Их основой является идео-
логия и инструментарий оперативной океанографии.
В качестве входных данных для восстановления трех-
мерного пространственно-временного распределения
основных гидрофизических характеристик используются:
• дистанционно измеряемые со спутниковых платформ
данные о температуре поверхности моря и о высотах
(уровне) морской поверхности;
• батитермографические профили и данные от CTD
и ADCP–зондирования, обеспечиваемые в том чис-
ле с помощью морской робототехники;
• батиметрические базы данных;
• данные о приповерхностном ветре (метеорологичес-
кая составляющая), связанные с ветровым волнением
и, как следствие, с распределением подводных акус-
тических шумов;
• данные о поверхностном волнении и течениях, кото-
рые в прибрежных районах океана могут в реальном
времени измеряться коротковолновой радиолока-
16
Морские информационно-управляющие системы, 2019/ No. 1 (15)
Поле скорости звука (м/с) у поверхности
41.0
m/s
1520
40.5
1500
40.0
39.5
мируют зональные (мультистатические) системы. Для
образования эффективных зональных систем наряду
с носителями пассивного сенсорного оборудования тре-
буются активные источники «подсветки». Управление
подобными распределенными активно-пассивными сис-
темами осуществляется в соответствии с приведенными
выше принципами. Участвующие в образовании таких
систем НПА оснащаются пассивным гидроакустическим
оборудованием, включающим буксируемые, корпусные
и носовые антенны, и активными излучателями.
1480
39
1460
38.5
38
1440
37.5
1420
37.0
36.5
1400
-76
-75
-74
-73
-72
Долгота (град)
Рис. 4. Текущее (обновляемое) системами оперативной океа-
нографии представление поля скорости звука. Показан срез
объемной картины у поверхности моря
цией поверхностной волны до расстояний порядка
сотен километров.
• базы данных по корреляционным (регрессионным)
связям поверхностных и глубинных гидрофизических
характеристик.
Выходными результатами систем являются текущие
и прогнозные оценки трехмерного распределения полей
температуры, солености, течений и скорости звука (см.
рис. 1б и 4), а также распределения акустических шумов
в заданной акватории.
Существует деление моделей и систем, привязываю-
щее их к условиям открытого океана и к прибрежным
зонам. Также существует разделение на глобальные,
региональные и локальные модели и системы. За этими
вариантами стоят требования к разрешающей способ-
ности моделей и существенные их особенности. Необ-
ходимо отметить, что указанные выходные результаты
работы систем оперативной океанографии, являющиеся
входными для БИУС и охарактеризованных ниже средств
поддержки тактических решений, практически всегда со-
держат определенную погрешность.
Учет расхождений текущих и прогнозных оценок
и реальности является важной составной частью схемы
использования океанологической информации. В лите-
ратуре показатели расхождений названы неопределен-
ностями; они зависят от времени, пространственных
переменных и представляются в виде полей [15, 16].
Причиной неопределенностей являются измерительные
ошибки и не разрешаемые моделями процессы.