Xx международная научно-техническая конференция и Российская научная школа молодых ученых и специалистов Системные проблемы надёжности

Одним из перспективных источников получения текущей информации о параметрах аграрного производства является космический мониторинг сельскохозяйственных земель, позволяющий осуществлять контроль за использованием земельных ресурсов и оперативно передавать заинтересованным государственным и коммерческим структурам объективные данные о параметрах сельскохозяйственного производства. Сельское хозяйство является одной из наиболее перспективных сфер для использования данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), в том числе в целях повышения интенсификации животноводческого и особенно растениеводческого производства. Сельскохозяйственные культуры хорошо проявляются на космических снимках, ничем не скрыты, одноярусны, хорошо дешифрируются как по текстуре, так и по спектральным характеристикам. Первоочередными задачами, которые необходимо решить с помощью данных ДЗЗ в аграрном секторе экономики России, являются инвентаризация сельхозугодий и создание специальных тематических карт. Сельхозугодья, а также брошенные, засоренные, зарастающие (в том числе лесной растительностью) земли хорошо дешифрируются по текстуре изображения. Наличие большого массива архивных снимков также может оказать существенную помощь. Например, если сравнить снимки Landsat 1990-х годов с современными, то несложно выявить земли, пришедшие в негодность и требующие значительных финансовых вложений для возвращения в оборот. В настоящее время в НОУ ВПО Институт управления, бизнеса и права (г. Ростов-на-Дону) дан старт проекту «Спутниковый мониторинг аграрного развития территорий» (СМАРТ), целью которого является обеспечение представителей аграрного бизнеса, региональных органов власти, других заинтересованных сторон объективной информацией о сельскохозяйственном производстве. Данные мониторинга позволят произвести объективный расчет агротехнических и агрохимических мероприятий по каждому полю. Программа систематизации и обработки данных спутникового мониторинга позволяет модернизировать ее возможности с учетом пожеланий и удобства пользователей для решения их индивидуальных задач. Также одной из задач сельскохозяйственного мониторинга является контроль за соблюдением севооборота, поскольку эффективное сельскохозяйственное использование земель возможно при его соблюдении, предполагающем чередование посевов различных культур и чистого пара. Для обеспечения функционирования мониторинга внедряются новые средства и технологии, системы наблюдений, сбора и обработки информации, в том числе на основе данных дистанционного зондирования Земли как наиболее объективных и оперативных в применении, что позволяет одновременно вести наблюдение за использованием земли, а также давать прогноз развития сельскохозяйственных культур и величины потенциального урожая. Таким образом, использование технологий космического дистанционного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения позволит существенно повысить уровень продовольственной безопасности за счет реализации возможностей более точного и детализированного прогноза тенденций развития и предотвращения возникающих угроз и рисков в сфере сельскохозяйственного производства и агропромышленного комплекса России и ее регионов. Социально-экономическая значимость использования инновационных спутниковых технологий в аграрном секторе Литвинова И.Н. (СКФ МТУСИ) Socio-economic importance of the use of innovative satellite technologies in the agricultural sector. Litvinova I.N. In this Abstracts presented the current state and problems of agricultural sector, shows the priorities for its modernization using modern satellite technology and its socio-economic importance. Стратегическое направление государственной политики в области применения результатов космической деятельности (РКД) в развитие сельского хозяйства, как системы национальной продовольственной безопасности, всегда являлось предметом государственной политики современной России, однако, именно за последнее время вышел ряд основополагающих документов, которые показывают значительную динамику развития данного направления в политике государства. В современных условиях эффективное управление агропромышленным комплексом страны невозможно без наличия объективной и своевременной информации о состоянии сельскохозяйственных угодий. В настоящее время традиционная система обеспечения оперативной информацией органов управления федерального, областного и районного уровней, опирающаяся на данные государственных статистических служб и сеть агрометеорологических станций, работает недостаточно эффективно. Статистическая информация передается самим производителем и поэтому во многих случаях не является объективной, а редкая сеть агрометеостанций не в состоянии оценивать все необходимые параметры для эффективного управления сельскохозяйственным производством. Сегодня изложенная проблема стала решаемой, информационная система управления растениеводством позволяет на основе данных космического мониторинга проводить оценку состава посевных площадей по культурам с высокой степенью детализации – по конкретному району или территории сельского поселения, отдельному хозяйству и даже полю. Эта технология позволяет, используя спутниковую систему, отслеживать всё происходящее на сельских территориях с детальной последовательностью и выстраивать наиболее удобную для информационного обеспечения схему. Необходимость расширенного внедрения технологий спутникового мониторинга в практическую сельскохозяйственную деятельность обусловила возникновение пилотного проекта СМАРТ (спутниковый мониторинг аграрному развитию территорий), целью которого является внедрение высокоэффективной информационно – аналитической системы независимого мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. Разработанная информационная система позволяет на основе данных космического мониторинга проводить оценку состава посевных площадей по культурам с высокой степенью детализации – по конкретному району или территории сельского поселения, отдельному хозяйству и даже полю. Эта технология позволяет, используя спутниковую систему, отслеживать всё происходящее на сельских территориях с детальной последовательностью и выстраивать наиболее удобную для информационного обеспечения схему. Информация, полученная в результате дистанционного зондирования Земли, дает четкие и правдивые данные о структуре и объемах посевных площадей. И не только что посажено, где и сколько, а еще и какой урожай получен. Давно не секрет, что кроме официальной статистики существуют так называемые «серые», «черные» и прочие цветные схемы агропромышленного производства. А сколько обличается неучтенных полей! Современная технология дает возможность сформировать такую систему, которая отслеживает все эти моменты полностью. Однако космический мониторинг – это не только контрольные функции, это широкий спектр услуг для эффективной работы сельхозпроизводителя. Использование возможностей пилотного проекта уже позволило в ряде районов Ростовской области развить инновационный потенциал, в том числе, и для будущего перехода к технологиям точечного земледелия, включая: Отражение реальной структуры и объемов посевных площадей; Получение достоверной информации для оценки биохимического состояния и производственного потенциала сельхоз земель; Отслеживание комфортности зимовки, с учетом агрометеорологических данных; Прогноз урожайности и наблюдение функционирования хозяйства в течение всего фенологического цикла; Построение системы целевого мониторинга возникновения опасных явлений антропогенного и природного характера на землях с/х назначения; Уникальная возможность наблюдения и прогнозирования урожайности в разрезе каждого конкретного поля и др. Подводя итог, следует подчеркнуть, что информационные технологии, основанные на космическом мониторинге, обеспечивают полную достоверность информации при большом временном и пространственном охвате, а также высокий уровень адаптивности к запросам потребителя. Сегодня они стали доступны для использования не только органами власти и местного самоуправления, но и самым главным звеном системы аграрной промышленности – сельхозтоваропроизводителем. СУБОПТИМАЛЬНОЕ ОЦЕНИВАНИЕ ВОЗМУЩЕННЫХ ЭФЕМЕРИД НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ Лукасевич В.И. (НОУ ВПО ИУБиП) Suboptimal estimation of perturbed ephemeris navigation satellites Lukasiewicz V.I The accuracy of determination of motion parameters of any object of machinery at the navigation messages of satellite navigation systems (SNS) largely depends on the accuracy of the ephemeris data used in the existing algorithms of processing of satellite measurements (especially for high-speed harvesters, tractors and the like).  In this regard, the report considered the possibility of constructing algorithms for estimating the current parameters of the real - perturbed, motion of satellites on workstations using the navigation measurements coming from the satellites for consumers. Точность определения параметров движения любого объекта сельхозтехники по навигационным сообщениям спутниковых навигационных систем (СНС) в значительной степени зависит от точности эфемеридных данных, используемых в существующих алгоритмах обработки спутниковых измерений (особенно для скоростных комбайнов, тракторов и т.п.). В свою очередь, текущее определение эфемерид осуществляется с ошибкой, зависящей от типа используемой СНС (GPS или ГЛОНАСС), степени учета возмущающих факторов, влияющих на положение спутников, частоты обновления данных и пр. и может достигать даже на небольших интервалах времени значительных величин. В связи с этим в докладе рассмотрена возможность построения алгоритмов оценки текущих параметров реального – возмущенного, движения спутников на рабочих станциях с использованием навигационных измерений, поступающих от спутников для потребителей. Решение поставленной задачи проведено для двух случаев СНС: - СНС с высокой частотой поступления навигационных сообщений (например,GPS); - СНС с низкой частотой поступления навигационных сообщений (например, ГЛОНАСС - с частотой 0.5 Гц). В качестве базового алгоритма вычисления спутниковых навигационных параметров рассмотрен алгоритм СНС ГЛОНАСС. В качестве наблюдателей параметров состояния спутника используются сигналы кодовых измерений (псевдодальности) и доплеровских измерений (псевдоскорости) от наблюдаемого спутника. При решении поставленной задачи для непрерывного случая - СНС с высокой частотой поступления навигационных сообщений, был использован обобщенный (нелинейный) фильтр Калмана. Разработанный алгоритм за счет учета динамики спутника и субоптимальной обработки случайных возмущений эфемерид и помех спутниковых измерений позволяет обеспечить, как показано при моделировании, значительно большую точность оценки навигационных параметров спутника. При низкой частоте поступления навигационных сообщений считать спутниковые измерения непрерывными нельзя, поэтому необходимо решать задачу апостериорного оценивания навигационного вектора спутника уже методами теории непрерывно-дискретной стохастической фильтрации. В соответствии с этим, в исследуемом случае на интервалах между дискретными спутниковыми измерениями для оценки вектора состояния спутника использовались уравнения априорного нелинейного непрерывного оценивания, а для оценки его навигационного вектора в моменты приема измерений – гауссовский алгоритм дискретного оценивания навигационных параметров спутника по спутниковым измерениям. По сравнению с алгоритмом непрерывной оценки применение непрерывно-дискретной схемы, с одной стороны, требует меньших вычислительных затрат, но с другой, оказывается менее точным, т.к. измерительная информация используется только через заданные временные интервалы (при сравнении ГЛОНАСС и GPS– в 200 раз реже), внутри которых схема оценки эфемерид не отличается, по существу, от традиционного алгоритма. Для иллюстрации эффективности предложенного подхода было проведено моделирование предложенных алгоритмов фильтрации на временном интервале с шагом Dt=0,01с методом Рунге-Кутты 4-го порядка. В качестве модели помех измерений и возмущающих ускорений спутника был использован аддитивный гауссовский вектор-шум с нулевым матожиданием и интенсивностью для: кодовых измерений – (10 м)2с, доплеровских измерений - (0.25 м/с)2с, возмущающих ускорений - ( м/с2)2с. По окончании временного интервала моделирования максимальные ошибки оценки эфемерид спутника составили: (при использовании традиционного алгоритма, соответственно: ), что свидетельствует о возможности весьма эффективного практического использования предложенного подхода. Способ контроля правильности выполнения алгоритмов бортовым компьютером при дистанционном зондировании земной поверхности Ковтун О.Г., Храмов В.В. (ФГБОУ ВПО РГУПС, НОУ ВПО ИУБиП) Method of monitoring the correct execution of the algorithms on-board computer for remote sensing of the earth surface. Kovtun J.G., Khramov V.V. The paper discusses and examines how the implementation of hardware and software for operational monitoring of the correct implementation of data processing algorithms for remote sensing of the earth surface. Selected and evaluated by a mathematical model of the control of the reliability of the obtained data. В процессе работы бортового компьютера (БК) осуществляется разбитие программы на отдельные линейные участки (структурная сегментация), детерминируется "поведение" БК при прохождении этих участков, регистрируется строго определенное количество импульсов, заранее известное для данного линейного участка. Известные способы (Патент США N 3810120кл.340172.5,1974, авторское свидетельство СССР N 1019451, кл. G 06 F 11/00) позволяют контролировать выполнение всех операций на линейном участке. Используется стековый механизм заполнения и восстановления в связи с реакцией на прерывания. Недостатком этих способов является невозможность обнаружения ошибки перехода. Например, если в результате сбоя в линии связи либо в согласующем блоке и т.п. в процессор вместо одной команды управления условного или безусловного характера поступает другая, допускающая исключение из работы некоторого участка программы, то эта ошибка не будет обнаружена, так как устройство контроля, предложенное в известных способах, не контролирует правильность выполнений условий переходов. Предлагаемый терминальный способ контроля бортового компьютера (Рис.1)позволяет повысить достоверность контроля за ходом вычислительного процесса в БК с шинной организацией за счет ассоциативного сравнения в начале каждого линейного участка (ЛУ) программы адреса (А) команды (К), выполненной перед К, соответствующей началу ЛУ с набором А команд, допустимым для данного ЛУ. Допустимый набор А формируется в ходе трансляции программы и записывается в специальный блок памяти отдельно для каждого ЛУ. В ходе выполнения программы при обнаружении блоком контроля "разветвлений" начала ЛУ информация о приемлемых адресах К поступает в регистр. В схеме сравнения она сравнивается с А предыдущей К программы. Если среди допустимых отсутствует А, совпадающий с А последней выполненной К, то вырабатывается сигнал прерывания, который подается в процессор. Рис.1 – Схема реализации терминального способа контроля правильности выполнения алгоритма Реализация предлагаемого подхода позволяет существенно повысить достоверность результатов выполнения бортовых алгоритмов, что необходимо и даже критично при решении задач оперативного мониторинга земной поверхности. МЕТОДИЧЕСКИЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИДЕНТИФИКАЦИИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ ПРИ ДИСТАНЦИОННОМ ЗОНДИРОВАНИИ ЗЕМЛИ

Похожие:

	Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов...		Xх І і международная научно-практическая конференция для студентов,... Хіі международная научно-практическая конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых
	Xх І і международная научно-практическая конференция для студентов,... Хіі международная научно-практическая конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых		Xvi международная научно-практическая конференция студентов и молодых... Общества Электронных приборов (eds) Института электро- и радиоинженеров (ieee,usa) на базе Томского политехнического университета...
	Вторая международная молодежная научная конференция (форум) молодых... Ссионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» (Башкирский гау) проводит Вторую международную молодежную...		Ххiіі международная научно-практическая конференция молодых ученых и студентов Совет студенческого научного общества Национального фармацевтического университета приглашают Вас принять участие в ХХIІІ международной...
	Международная научная конференция студентов и молодых ученых на английском языке Конференции студентов и молодых ученых на английском языке «Актуальные вопросы медицины», которая состоится 28 апреля 2015 года в...		V международная молодежная научная конференция «Актуальные проблемы... Представлены материалы конференции молодых ученых «Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики», прошедшей...
	Рассказов Д. А. 21 Хіі международная научно-практическая конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых		Межвузовская научная конференция студентов и молодых ученых с международным... Межвузовская научная конференция студентов и молодых ученых с международным участием на английском языке