Текущее время: Пн 29 ноя 2021 01:26

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]






Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Особенности дальнего приёма сообщений АИС по данным мarinetraffic.com
СообщениеДобавлено: Вт 07 апр 2015 06:21 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пт 01 авг 2014 04:30
Сообщений: 53
Проживая вдали от морских побережий как-то задумался о возможности дальнего приёма сигналов АИС . Ведь существует же дальняя радиолюбительская связь в диапазоне 2 метра, а частоты АИС равны 161,975 мгц и 162,025 мгц, т.е. длина волны 1,85 метра.Кстати интересным образом совпадает с числом километров в морской миле (1 миля = 1,85 км).

Понятно, что дальний приём УКВ облегчают направленные антенны и мощные передатчики.Для АИС этого нет - мощность судового передатчика порядка 10 ватт, антенна круговая. С другой стороны число круглосуточно работающих судовых предатчиков АИС немеряно.Кроме того имеется масса данных по приёму сигналов АИС на том же маринетрафике - денно и нощно мониторят эфир более 2000 приёмных радиостанций.

В этой связи и решил посмотреть на приём АИС так сказать «в мировом масштабе». Изучить статистику маринетрафика – особенно в области приёма АИС вне механизмов «прямой видимости», т.е. на дальностях от 50 до 500 миль или приблизительно от 100 до 1000 км:

http://www.marinetraffic.com/en/ais/ind ... er_page:50

Для каждой стации приводится величина максимальной дальности приёма - Max Distance (nm) в порядке возрастания.Это даёт возможность провести простой эксперимент и попытаться установить – каким образом приём АИС зависит от дальности расположения передатчика.

С этой целью разбил дистанцию 50 – 500 миль на интервалы по 10 миль ( 50-60-70-80- и т.д.). Установил количество принятых станций АИС в каждом интервале (см. пример на скрине) и c помощью Excel нанёс на график в зависимости от положения центра интервала – соответствено 55-65-75- и так далее.На скрине графика дистанция указана в более привычных километрах.Всего учтены данные порядка двухсот приёмных радиостанций.

Подобный подход позволил выявить довольно любопытные результаты.Оказалось, что график совершенно чётко подразделяется на два этапа:

1 этап. Дистанция от 100 до 250 км.Имеет место равномерное снижение количества принятых станций в соответствии с функцией Y = 106,67 - 0,37X

2 этап.Дистанция от 300 до 900 км. Приём на низком уровне, причём весьма постепенно снижается так и не не достигая нуля в соответствии с функцией Y* = 7,34 -0,0061X

Можно предположить, что подобный ход графика ( два совершенно разных линейных этапа) отражает и два принципиально разных механизма распространения сигналов от отдалённых передатчиков АИС .Первый на дистанциях от 100 до 250 км и второй - свыше 300 км.

Из литературы:

http://www.qrz.ru/solar/articles/tropo.shtml

известно, что: - «ультракоротковолновики хорошо знают, что связи в пределах 150...200 км (это в несколько раз больше расстояния прямой видимости) возможны в любое время, даже при неблагоприятной метеообстановке, когда искривление радиолуча происходит в противоположную от Земли сторону (отрицательная рефракция). В случае «стандартной» тропосферы удается проводить связи в радиусе 200...300 км. Объясняется это рассеиванием УКВ на неоднородностях тропосферы»

Поэтому скорее всего первый этап графика в пределах 100 - 250 км на основе массива данных маринетрафик зримо отражает механизм тропосферного прохождения, причём впервые показано, что возможность приёма радиостанций равной мощности падает в соответствии с линейной функцией.


Вложения:
Пример разбивки Max Distance (nm) на интервалы по 10 миль, средина интервала и количество принятых в нём станций АИС.jpg
Пример разбивки Max Distance (nm) на интервалы по 10 миль, средина интервала и количество принятых в нём станций АИС.jpg [ 69.72 Кб | Просмотров: 11844 ]
Зависимость дальнего приёма судовых станций АИС от расстояния до судна в км.jpg
Зависимость дальнего приёма судовых станций АИС от расстояния до судна в км.jpg [ 127.93 Кб | Просмотров: 11844 ]
Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Особенности дальнего приёма сообщений АИС по данным мarinetraffic.com
СообщениеДобавлено: Вт 07 апр 2015 13:56 
Не в сети
Ведущий раздела "Радиоприем"
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пт 21 дек 2007 01:00
Сообщений: 1870
Откуда: Санкт-Петербург KO59ev
Весьма познавательно, спасибо!

_________________
Владимир
Увлекаюсь наблюдениями за сверхнизкими частотами...
здесь можно посмотреть LOG принятых мной авиационных приводных радиомаяков


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Особенности дальнего приёма сообщений АИС по данным мarinetraffic.com
СообщениеДобавлено: Вт 07 апр 2015 18:29 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб 16 авг 2008 00:00
Сообщений: 4099
Откуда: Ligovo
exUA1-169-735
Все отлично по поводу Вашего исследования, спасибо!

Хотел бы уточнить один момент:
exUA1-169-735 писал(а):
Из литературы:
http://www.qrz.ru/solar/articles/tropo.shtml
ультракоротковолновики хорошо знают, что связи в пределах 150...200 км (это в несколько раз больше расстояния прямой видимости) возможны в любое время, даже при неблагоприятной метеообстановке

"И — боже вас сохрани — Не читайте до обеда советских газет". (c) Михаил Булгаков. "Собачье сердце". :D

Обоснование - в исследование, где рассматривают распространение AIS.
http://www.london-research-and-developm ... -Study.pdf

При обратном рассеянии УКВ (т.е. рассеяние на общем объеме), минимальные потери мощности на трассе 120 км равны 227.1 дБ!!! При мощности передатчика 12.5Вт (10.96 dBW) , на приемной стороне мощность 11-227 = -216 dBW (!!!) что значительно меньше типичной чувствительности приемника -137 dBW. Это значит, что упомянутый на qrz.ru механизм связи за счет рассеяния, "в любое время, даже при неблагоприятной метеообстановке" недостаточен для мощности 12.5 Вт.

Далее, рассматривают изменение рефракции в атмосфере. Полученное затухание за счет рефракции на той же трассе 120 км и мощности AIS составляет: 149 дБ. Результирующий сигнал на входе приемника -137 Дб -- на уровне шума приемника. Т.е. в 90% времени равен и меньше чувсвтительности приемника, в 10% выше. Значит, в течение 10% времени дальность связи при мощности передатчика 12.5 Вт может привышать 120 км.

Вывод: Причина дальнего распространения УКВ - температурные инверсии.

Температурная инверсия - это ситуация в атмосфере, при которой температура увеличивается с высотой, вместо того чтобы уменьшаться. Она может быть вызвана причинами:

1) тёплый сухой воздух (с суши) находится над холодной поверхностью моря;
2) поверхность земли остывает после ясного дня;
3) теплый атмосферный фронт наступает над холодной поверхностью. Это часто ассоциируется с антициклоном (высоким давлением);
4) (прохладные) морские бризы подрезают теплый воздух над землей и
5) холодные нисходящие потоки, связанные с грозовыми облаками (cumulonimbus cloud) могут возникать во время сильных ливней и гроз.

_________________
Владимир


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Особенности дальнего приёма сообщений АИС по данным мarinetraffic.com
СообщениеДобавлено: Ср 08 апр 2015 05:36 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пт 01 авг 2014 04:30
Сообщений: 53
Ну, раз предыдущее сообщение вызвало интерес, не поленился и добавил к представленным выше данным статистику приёма АИС в области "прямой видимости".

Как видно эти данные маринетрафик дополняют вышеприведённые результаты и дают реальную, почти классическую картину зависимости приёма АИС от расстояния, демонстрируя три чётко выраженных, резко сменяемых один за другим этапа прохождения.Поэтому суммируя можно констатировать:

1 этап - дистанция 10-100 км. Условно "прямая видимость". Зависимость количества принятых станций от расстояния описывает линейная функция:

Yo = 427,99 - 3,40 X, где X - расстояние от передатчика АИС

2 этап - дистанция 100-300 км. Специфический механизм дальнего распространения в диапазоне 1,85 м. Зависимость принятые станции/ расстояние также линейная:

Y = 106,67 - 0,37 X

3 этап - дистанция 300-900 км. Приём весьма ограниченного числа станций сохраняется,но при этом почти не зависит от расстояния:

Y* = 7,34 - 0,0061 X

Вообще интересно заметить, что наиболее крутая зависимость падения числа принятых станций от расстояния наблюдается именно на этапе "прямой видимости", существенно уменьшаясь на последующих этапах.

В заключение следует отметить, что поскольку описанные на базе массива данных маринетрафик три этапа распространения АИС свидетельствуют о трёх разных механизмах прохождения, то и исследование таких механизмов требует непременной привязки к каждому этапу.


Вложения:
Зависимость дальнего приёма судовых станций АИС от расстояния  до судна в км.jpg
Зависимость дальнего приёма судовых станций АИС от расстояния до судна в км.jpg [ 136.34 Кб | Просмотров: 11719 ]
Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Особенности дальнего приёма сообщений АИС по данным мarinetraffic.com
СообщениеДобавлено: Ср 08 апр 2015 13:25 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб 16 авг 2008 00:00
Сообщений: 4099
Откуда: Ligovo
Зависимость "кол-во станций - расстояние" везде линейная, т.к. количество потенциально принятых станций растет пропорционально квадрату радиуса зоны покрытия. Напряженность поля убывает пропорционально квадрату расстояния. Это приводит к сокращению r^2 в числителе и знаменателе.

Разделение на 3 кластера может быть связано с 3 различными классами QTH станций - 1) географическое расположение с умеренным "тропо", 2) приемные станции AIS, где постоянно имеет место сверхрефракция или evaporation duct с "волноводами" от 120 до 300 км. 3) QTH с предельно высоким индексом преломления тропосферы и интенсивным судоходством в районе (например, южное побережье ЮАР, мыс Доброй Надежды). Сочетание условий. :-)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Анализ сайта онлайн
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB