Аероелектророзвідувальна система ДІП-4А

Принципи роботи системи традиційні для методу ДІП – синфазні та квадратурні вимірювання параметрів полігармонічного перемінного магнітного поля в геометричній схемі Fixed Wing з вертикальним (Z) напрямком вектора моменту збуджуючого поля. В основу ідеології системи покладені результати фундаментальних і прикладних досліджень у різних областях. Це і рішення систем лінійних рівнянь у комплексних числах, розробка прецизійної підсилювальної схемотехніки, вивчення особливостей поведінки різних методів аналого-цифрового перетворення і багато що інше. Одержане нове рішення акумулює все позитивне, досягнуте при двох попередніх реалізаціях і безлічі їх подальших модифікацій.

ПРИЗНАЧЕННЯ СИСТЕМИ

Комплект апаратури ДІП-А-4.2 призначений для використання при аерогеофізичних дослідженнях провідних властивостей приповерхневого шару землі. Вимірювальні властивості системи забезпечують реалізацію аероваріанту електророзвідки методом дипольної індуктивної профілізації.

ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ РОБОТИ

Визначення провідних властивостей середовища проводиться шляхом вимірювання параметрів спеціально збуджуваного перемінного магнітного поля на різних частотах і його змін, викликаних присутністю шарів землі, що проводять струм, у зоні збудження. Даний варіант системи реалізує наступну сітку частот:

F0 = 130 Гц

F1 = 520 Гц

F2 = 2080 Гц

F3 = 8320 Гц

ЗБУДЖЕННЯ перемінного МАГНІТНОГО ПОЛЯ

Збудження перемінного магнітного поля здійснюється за рахунок протікання струму, форма якого є сумою гармонійних струмів відповідних частот у безвідвідній повітряній котушці диполя передавача. Котушка диполя має 26 витків і конструктивно розташована навкруги літака-носія Ан-2. Площа витка складає приблизно 40 квадратних метрів. Напрямок вектора моменту – вертикальний. Основний принцип роботи збуджуючого генератора – ударне збудження струму в настроєному в резонанс послідовному коливальному контурі з примусово обмеженою добротністю, утворюваному індуктивністю котушки диполя і ємністю конденсатора.

СКЛАД СИСТЕМИ

Система складається з наступних елементів:

1) Блок генератора (встановлюється в стійку на борту літака)

2) Блок приймальних рамок (встановлюється в гондолі)

3) Блок електроніки приймальних рамок (встановлюється в гондолі)

4) Петля збуджуючого диполя (монтується на літаку)

5) Петля компенсуючого диполя (монтується на літаку)

РОБОТА ОСНОВНИХ ВУЗЛІВ

ПРИЙМАЧ

Приймач сигналу складається з блоку приймальних рамок і блоку електроніки приймальних рамок, що складається, у свою чергу, з плати підсилювачів, плати сигнального процесора і плати інтерфейсного сполучення, що реалізовує стик АЦП з портом процесора і засоби передачі сигналу по трос-кабелю. На цій платі також розміщено джерело стабілізованого живлення.

Робота приймача здійснюється автоматично після невеликого тайм-ауту при включенні живлення.

ПЕРЕДАВАЧ

Генератор збуджуючого поля є набором резонансних генераторів гармонійного струму з синхронним безперервним імпульсним збудженням. Чотири основні генератори працюють на загальне навантаження, яким є петля (повітряна котушка), розміщувана навкруги літака-носія таким чином, що вектор моменту перемінного магнітного поля розташовується вертикально.

Основними вузлами передавача є:

1. Бустер - джерело стабілізованої напруги 32В для живлення всіх ключових схем, а також напруги 30В для живлення вимірювальних пристроїв, розташованих як в гондолі, так і в самому передавачі.

2. Фільтри, що забезпечують полірезонансний характер імпедансу для системи ключів збудження. Настройка фільтрів у резонанс забезпечується перемиканням конденсаторів за схемою C-2C.

3. Силові ключі збудження. Здійснюють синхронну комутацію живлячої напруги на фільтри відповідних частот. При цьому низька частота збуджується двома ключами за схемою H моста, а всі інші - одним.

4. Фільтр і ключ компенсатора. Конструктивно розміщені в блоці передавача. Принцип їх роботи аналогічний принципу роботи передавача на робочій частоті. Навантаженням є петля (повітряна котушка), розміщувана навкруги літака-носія таким чином, що вектор моменту струму компенсації горизонтальний і приблизно співпадає з напрямом стройової осі літального апарату.

ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ПЛАТФОРМА

При організації роботи обчислювальних операцій в одну загальну систему поєднано три процесори - процесор ADSP2160 (в гондолі), процесор ADSP2160 (в генераторі), і частину обчислювальних потужностей бортової ЕОМ (IBM PC). На сигнальних процесорах виконується синхронне детектування на всіх частотах, а на бортовій ЕОМ – компенсація.

ПЕРЕДАЧА ДАНИХ ДО БОРТОВОЇ ЕОМ

Передача даних до бортової ЕОМ здійснюється стандартним протоколом RS 232.

БОРТОВА ПРОГРАМА

Програма бортового комп’ютера, яка обслуговує електромагнітний канал, вбудована в загальний бортовий програмний комплекс «ЛОЦМАН».

РОБОТА З АПАРАТУРОЮ

Апаратура, котра встановлена на борту літального апарату складається з позафюзеляжних пристроїв - петель основних і компенсуючих частот, а також блоку генератора (передавача), який вмонтовується в стійку бортоператора. Передавач підключається кабелем до борт-мережі 27В і з’єднується з бортовою ЕОМ кабелем RS232. Крім того, генератор з’єднується коаксіальним кабелем з роз’ємом трос-кабелю. Компоненти, встановлювані в гондолі, монтуються на стапелі і поступають на устаткування знімального борту вже підключеними до трос-кабелю.

Включення апаратури здійснюється включенням спочатку АЗС, а потім двох тумблерів, встановлених на передній панелі блоку передавача.

Після цього апаратура працює під управлінням ЕОМ і не має ніяких органів настройки.

Запуск системи при обладнанні нового літального апарату завжди проводиться в два етапи.

Етап 1 (наземний) полягає в настройці коефіцієнтів посилення передпідсилювачів відповідно до конкретних параметрів петель, а також у регулюванні амортизуючого підвісу гондоли з метою зменшення впливу коливання приймальних рамок у магнітному полі Землі.

Етап 2 (польотний і післяпольотний) включає визначення важливого набору апаратурних констант, залежних від інсталяції. До них відносяться деякі параметри поля в умовах впливу провідності літального апарату. Ці параметри можуть бути визначені тільки за результатами пробного польоту, виконаного за певними правилами. Після обчислення ці параметри прописуються в програми постпроцесингу і залишаються незмінними, поки не відбудеться змін у складі устаткування (зміна чутливих рамок, зміна або встановлення в інше положення петель генератора або компенсатора заново).

Подальша робота з системою проводиться оператором у штатному знімальному процесі з використанням єдиної бортової програми LOTSMAN