Учебно-методические комплексы

Подробнее

3. Требования к результатам освоения
В результате освоения модуля студент должен:
Иметь практический опыт:
✓ Проверки работоспособности и осуществления необходимых настроек и регулировок аэрологических РИС.
✓ Управления аэрологическими РИС в оперативном режиме.
✓ Обнаружения, анализа и устранения неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации РИС.
Уметь:
✓ Работать с технической документацией, структурными и коммутационными схемами.
✓ Проводить регулировку и контроль источников питания, проверку работоспособности и настройку приемо-передающих и антенно-фидерных устройств.
✓ Осуществлять функциональный контроль, профилактические и регламентные работы.
✓ Диагностировать оборудование и обнаруживать неисправности, проводить мелкий текущий ремонт.
✓ Использовать компьютерные и телекоммуникационные средства, специальное программное обеспечение.
✓ Соблюдать правила техники безопасности.
Знать:
✓ Эксплуатационно-технические требования и тактико-технические данные аэрологических РИС.
✓ Принципы построения структурных и коммутационных схем основных систем.
✓ Конструкцию, компоновку и размещение аппаратуры, характер сигналов и связи между системами.
✓ Состав и назначение отдельных блоков, порядок их работы.
✓ Методики настройки, проверки работоспособности, функционального контроля, эксплуатации, профилактических и регламентных работ.
✓ Методики диагностики, обнаружения неисправностей и проведения мелкого текущего ремонта.
✓ Компьютерные и телекоммуникационные средства, специальное ПО.
✓ Правила техники безопасности.
4. Содержание курса (разделы и темы)
Раздел 1. Аэрологические РИС
Тема 1.1. Основные сведения об аэрологических вычислительных комплексах (АВК)
Назначение, сущность и системы радиозондирования атмосферы.
Эксплуатационно-технические требования, тактико-технические данные АВК (точность, надежность).
Принципы построения, основные функции, состав и структурная схема АВК (на примере АВК-1).
Сигнал радиозонда: форма, частотные характеристики, способы представления информации.
Конструкция, компоновка, размещение аппаратуры АВК.
Тема 1.2. Передающая система АВК
Принцип построения с двухуровневой мощностью зондирующих сигналов.
Структурная схема, параметры импульсов, порядок формирования.
Передатчики большой и малой мощности: принцип действия, элементная база.
Система автоматической подстройки частоты передатчиков (АПЧП).
Тема 1.3. Антенно-фидерная система (АФС) АВК
Назначение, устройство, конструкция фидера и антенны.
Прохождение сигналов в режиме передачи и приема.
Принцип формирования диаграммы направленности и метод равносигнальной зоны.
Тема 1.4. Приемная система АВК
Принцип построения, состав и функциональная схема.
Преобразование входного сигнала в основном канале.
Система автоматической подстройки частоты гетеродина (АПЧГ).
Методики настройки и проверки работоспособности.
Тема 1.5. Система определения координат АВК
Цифровая следящая система дальности (ЦСД): режимы работы, формирование сигнала ошибки.
Устройство считывания угловых координат: преобразование сигналов датчиков в цифровой код.
Индикатор дальности.
Тема 1.6. Система управления антенной АВК
Система автоматического сопровождения по направлению (АСН).
Функциональная схема, разделение сигнала ошибки по азимуту и углу места.
Работа тиристорного преобразователя и усилителя мощности.
Антенная колонка: конструкция, назначение.
Тема 1.7. Эксплуатация АВК
Использование ПК для управления и обработки информации.
Основные этапы эксплуатации, работа с документацией.
Требования техники безопасности.
Подготовка к сопровождению радиозонда, управление в оперативном режиме.
Тема 1.8. Микроэлектронные радиолокаторы (на примере МАРЛ)
Общие сведения, назначение, технические характеристики, структурная схема.
Структура сигнала радиозонда.
Принцип сопровождения с использованием активных фазированных решеток (АФАР).
Состав, конструкция, подсистемы МАРЛ (антенный пост, пост оператора, имитатор).
Преимущества перед АВК.
Тема 1.9. Комплексное оборудование для зондирования верхних слоев атмосферы
Современные системы зондирования (обзор).
Методы определения координат радиозонда.
Тема 1.10. Аэрологический радиолокационный вычислительный комплекс «ВЕКТОР-М»
Назначение, состав, технические характеристики.
Устройство и работа: антенный пост, приемопередающий тракт, блок обработки и управления (БОУ).
АРМ оператора, подготовка к работе, техническое обслуживание.
5. Формы и средства контроля
А. Вопросы для самоконтроля по каждой теме для закрепления теоретического материала.
Б. Контрольная работа выполняется по одному из 15 вариантов. Каждый вариант включает:
Теоретические вопросы (6-8 вопросов), охватывающие устройство, принципы работы и эксплуатацию различных систем аэрологических РИС (АВК, МАРЛ, Вектор-М).
Практические вопросы (2 вопроса):
Описание процедуры выполнения конкретной операции (например, настройка передатчиков, проведение функционального контроля, подготовка к радиозондированию).
Задача по диагностике неисправности с описанием возможной причины и путей устранения (на основе типовых ситуаций эксплуатации АВК-1).
6. Методические рекомендации по выполнению контрольной работы
✓ Четко переписать задание своего варианта (ксерокопирование допускается).
✓ Ответы на вопросы должны быть полными и аргументированными.
✓ При решении задач приводить формулы, пояснения и указывать размерность величин.
✓ В тетради оставить поля и место в конце для рецензии, страницы пронумеровать.
✓ В конце работы привести перечень использованной литературы, поставить дату и подпись.
7. Примеры задач на диагностику неисправностей
При запуске преобразователя срабатывает защита по цепи 400 Гц и отключается питание станции.
При управлении антенной в ручном режиме поворот осуществляется в противоположном направлении.
Антенна не управляется в ручном режиме, но в автоматическом работает исправно.
Происходит срыв автосопровождения радиозонда по дальности при скорости удаления > 50-60 м/с.
Счетчик дальности обнуляется при достижении 150 км и продолжает счет с нуля.
Передатчик не подстраивается в режиме АПЧП при уходах частоты радиозонда.
Высокое напряжение передающей системы не включается после появления «Готовности».
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение
Дополнительная литература:
Ефимов А.А. Принцип работы аэрологического информационно-вычислительного комплекса АВК-1.
Ефимов А.А. Микроэлектронный аэрологический радиолокатор МАРЛ.
Журналы «Метеорология и гидрология», «Метеоспектр».
Метеорологические автоматизированные радиолокационные сети.
Электронные ресурсы:
Официальный сайт Росгидромета (http://www.meteorf.ru).
Виртуальная лаборатория «Методы и средства гидрометеорологических измерений» (http://tech.meteorf.ru).
Справочная правовая система «КонсультантПлюс».

Подробнее

Раздел 3. Передающая система МРЛ
Принцип действия передатчика, функциональная схема, назначение блоков.
Принцип действия модулятора, форма и параметры сигналов.
Конструктивные особенности, элементы коммутации, сигнализации и управления.
Методика проверки работоспособности передающей системы.
Раздел 4. Приемная система МРЛ
Принцип действия супергетеродинного приемника, функциональная схема.
Последовательность преобразования сигнала, форма и частотный состав.
Вспомогательные каналы, стабилизация усиления.
Конструкция, блочный состав, элементы настройки и контроля.
Методика проверки работоспособности.
Раздел 5. Аппаратура преобразования, обработки и отображения информации
Индикаторные устройства: назначение, состав, устройство индикатора кругового обзора (ИКО), индикатора дальность-высота (ИДВ), амплитудного индикатора (А).
Преобразователь ВАЛ-КОД (ПВК): преобразование углового положения антенны в двоичный код, структурная схема.
Аппаратура измерения эхосигналов: количественные измерения интенсивности радиоэхо с помощью СВЧ-аттенюаторов.
Блок обработки видеосигналов (БОВ): функциональная схема, назначение элементов.
Методика измерения мощности эхосигналов и определения отражаемости, коррекция на расстояние.
Раздел 6. Эксплуатация МРЛ
Пульт управления: конструкция, состав, органы управления.
Правила техники безопасности, работа с технической документацией.
Проверка работоспособности, подготовка к наблюдениям.
Методика наблюдений:
В дальней зоне на ИКО: получение контура радиоэхо, определение максимальной высоты, отражаемости, выбор азимутов.
В ближней зоне на ИДВ: получение контура, определение высоты верхней и нижней границ, отражаемости в вертикальной плоскости.
Действия оператора в нестандартных ситуациях.
Раздел 7. Автоматизированный комплекс сбора, обработки и представления радиолокационной информации (АКСОПРИ)
Назначение и состав: МРЛ-5, аппаратура предварительной обработки сигналов (АПОС), управляющий вычислительный комплекс (УВК), программное обеспечение.
Структурная схема, устройство и принцип работы.
Режимы "Ручной" и "Автомат", обзор пространства.
Цифровая обработка сигналов, формирование объемного файла отражаемости.
Эксплуатация: подготовка, проведение наблюдений, получение карт отражаемости, верхней границы облаков, интенсивности и количества осадков, опасных явлений.
Практические навыки и компетенции, формируемые документом:
✓ Работа с документацией: чтение структурных и коммутационных схем.
✓ Настройка и контроль: проверка работоспособности систем, настройка индикаторов, регулировка источников питания.
✓ Эксплуатация в оперативном режиме: проведение радиолокационных наблюдений по установленной методике.
✓ Диагностика и ремонт: обнаружение неисправностей, проведение профилактических и регламентных работ, мелкий текущий ремонт.
✓ Использование ПО: работа со специализированным программным обеспечением для получения, обработки и передачи информации.
✓ Техника безопасности: соблюдение правил при эксплуатации РИС.
Методика выполнения контрольных работ:
Выбор варианта (всего 15 вариантов, каждый включает теоретические и практические вопросы).
Изучение теоретического материала по рекомендованной литературе и методическим указаниям.
Подготовка четких, полных и аргументированных ответов на теоретические вопросы.
Решение практических задач с обязательным приведением формул, пояснениями и указанием размерности.
Оформление работы в тетради с полями, нумерацией страниц и ссылками на схемы.
Составление списка использованной литературы с указанием автора и года издания.
Основные технические термины и понятия:
✓ Метеорологический потенциал МРЛ — характеристика, определяющая максимальную дальность обнаружения метеоцелей.
✓ Радиолокационная отражаемость — характеристика, зависящая от интенсивности осадков и размера капель.
✓ Супергетеродинный приемник — схема с преобразованием частоты для усиления слабых сигналов.
✓ Аттенюатор — устройство для плавного ослабления мощности СВЧ-сигнала.
✓ Усилитель с логарифмической характеристикой — обеспечивает большой динамический диапазон по входу.
✓ ИКО и ИДВ — индикаторы кругового обзора и дальность-высота для отображения метеоинформации.
Важные аспекты:
- Практическая направленность: подготовка специалистов для эксплуатации сложного радиотехнического оборудования Росгидромета.
- Междисциплинарность: базируется на знаниях электротехники, электроники, радиотехники, импульсной и цифровой техники.
- Автоматизация: использование АКСОПРИ для цифровой обработки и автоматизированного получения метеорологической продукции.
Результаты освоения:
✓ Умение эксплуатировать оборудование РИС на этапе подготовки и в оперативном режиме.
✓ Навыки проведения профилактического осмотра, регламентных работ и мелкого ремонта.
✓ Способность диагностировать неисправности и использовать компьютерные средства для обработки радиолокационной информации.
✓ Знание устройства, методик настройки и правил техники безопасности при работе с метеорологическими РИС.