Александр (dom3d) wrote,
Александр
dom3d

Письма из Канады

Продолжаю публиковать в своем журнале серию воспоминаний, которые мне присылает из Канады Владимир Гребенюк.

Глава Пятая. Startrack

Работа в Techwest была очень напряженной, но она принесла мне такое моральное удовлетворение, какого я не испытывал до сих пор никогда!
Для тех кому интересна техническая сторона.
Постановка проблемы. Антенна, установленная на 3-осевом карданном подвесе, направляется на геостационарный спутник, подобно тому как направляется телевизионная антенна на крыше Bашего дома, если Вы используете спутниковое телевидение. Геостационарный спутник - это спутник, находящийся на высоте примерно 36,000 км над уровнем Земли, на которой круговая скорость его вращения вокруг Земли такова, что он вращается вместе с Землей таким образом оставаясь все время над одной и той же точкой, почему такая орбита и называется геостационарной. Преимущество такой орбиты в том, что сигнал передаваемый или транслируемый со спутника, не только охватывает большую часть поверхнсти Земли, но и находясь над одной и той же точкой, не требует постоянно следить за ним. Но это только если антенна стоит неподвижно (как на крыше дома, или на вышке ретранслятора, обеспечивающего связь для мобильных телефонов).


Теперь представьте себе, эта антенна установлена на корабле, который не только постоянно меняет направление своего маршрута (например, круизный корабль), но и еще качается на волнах. Антенна все время теряет спутник из своего поля зрения. Стандартный подход это антенна снабженная электрическими приводами, сканирует область небесной полусферы в окрестности того места, где она “видела” спутник последний раз.

Сила радио сигнала со спутника измеряется и, если сигнал увеличиватся, это говорит о том что антенна движется в направлении спутника. Если сигнал уменьшается, это соответственно означает что антенна удаляется от спутника. Пройдя определенное расстояние в одном направлении, антенна делает поворот под прямым углом и процедура продолжается. Пересечение двух линий, проведенных под прямым углом к направлению движения в сторону максимального сигнала, дает пприблизительное местонахождение спутника на небесной полусфере.

Алгоритм довольно простой, но дающий неплохой результат при сравнительно спокойных условиях на море. Но что если это шторм? Антенна теряла спутник и не могла его найти очень долго даже после того как шторм прекратился. Это означало, что корабль надолго терял связь тогда кoгда он больше всего в ней нуждался. Такая же проблема существовала для плавучих нефтяных вышек, в частности в Северном Море. Попытки решить проблему в лоб, путем использования более чувствительной (читай более мoщной и дорогой) радио-приемной аппаратуры, не давали желаемых результатов, а главное приводили к значительному увеличению стоимости системы, а значит к потере конкурентоспособности.

Как уже известно читателю, я не специалист в области радио. Поэтому я решил искать решение в области, где я себя чувствую более уверенно - математике. Я подумал, почему антенна должна поворачивать каждый раз под прямым углом? Если мы знаем положение спутника на сфере, измереное по минимум двум предварительным проходам, мы можем развернуть антенну и попытаться направить ее прямо на спутник. Конечно, будучи на качающейся платформе, мы можем быть уверены, что промахнемся опять, но я предположил, что шанс, мы промахнемся меньше, чем при прямоугольном сканировании. Я разработал алгоритм, основанный на сферической тригонометрии в свободное от работы время, дома.
Помню бумаги, расписанные тригонометрическими формулами, разложены на полу почти по всей квартире (в это время как Марина сидит на диване и вяжет собачьи попонки - работа изматывающая, но дающая хоть какую-то добавку в наш очень скромный бюджет).
Потом проверял свои алгоритмы на компьютерной модели. Идея оказалось правильной - результат был гораздо лучше, чем со состарым прямоугольным сканом. Но главное испытание было впереди. надо было проверить как это будет работать на реальной системе. Мы имели в своем распоряжении настоящую тарелку антенну диаметром 2.4 метра на настоящей опоре с настоящими карданами. Все это было смонтировано на платформе, под которой система гидравлических моторов позволяя имитировать любые возможные и невозможные условия на море – качкy в ширoком диапазоне амплитуд, частот и в разных направлениях. Нам был приписан реальный геостационарный спутник и выделена специальная радио частота. Я пришел к Джеффу и раскололся. Признался, что разработал несанкционрованный алгоритм, и попросил разрешения прогнать его на реальной системе. Он, хотя и с недоверием, согласился. Результаты испытания превзошли все ожидания. Антенна гонялась за спутником как привязанная. Не только потеря сигнала была чрезвычайно кратковременной и практически незаметной, но и уровень сигнала был гораздо более устойчив. Мы гоняли систему и так и эдак, мой алгоритм работал безукоризненно. Джефф пришел в восторг. Много месяцев бесплодных попыток, и вдруг неожиданный успех. Вызвали заказчиков - COMSAT - и заказали официальные испытания. Заказчики прилетели из Флориды прямо в шортах. Они не могли поверить тому что увидели. Система Startrek показала характеристики в два раза превышающие их требования, в то же время система была гораздо проще и дешевле чем конкурирующие. Систему сразу же приняли, нас всех повели на обед, где я первый раз в жизни услышал тосты в свою честь. Для меня же самым дорогим сувениром стала диаграммы испытаний с подписью “Techwest did it!” и с автографами президента фирмы и главного заказчика.




Если будете на круизе по Карибскому морю, обязательно увидите на палубе белый купол - под ним наша антенна. Еще больше пригодилась наша система для плавучих платформ. Шотландская Фирма, занимавшаяся поиском полезных ископаемых в Северном Море, закупила ее на корню.
К системе проявил интерес ВМФ США. Запахло миллиардным контрактом, за который боролись несколько крупнейших американских корпораций. И тут нашей крохотной канадской компании было не устоять. Не увидительно, нас раздавили, а контракт ушел к одному из китов американского военно-промышленного комплекса, фирме Raytheon.
Имя Raytheon еще появится на моем горизонте. А пока надо было искать другую работу.

Предыдущая глава здесь
Продолжение  здесь
Tags: Канада, инженер, космос
Subscribe
promo dom3d january 10, 2015 19:38 54
Buy for 50 tokens
Осмелюсь доложить, что миром уже не правит коррумпированная финансовая империя. Собственно говоря, они никогда и не правили миром. Хотя, может быть хотели. Ходит очень много баек про ум банкиров. Типа, если ты такой умный, покажи свои деньги. Очень хотелось написать, что миром правит интеллект.…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 7 comments