海上微波信道监测系统XD-01(含岸基指挥管理平台与监测终端)是青岛智慧蓝色海洋工程研究院自主研发的海洋环境立体监测系统,通过在海上的固定平台或移动平台上安装发射和接收系统,进行海上微波信号传播损失的实时测量,并将测量结果反馈回岸基指挥管理平台,从而实现大面积海域电磁波传播特性的实时监测、分析和反演,为海上电子系统的使用提供决策支撑。系统可根据应用场景,通过监测终端完成指定频率在给定区域的信道监测数据采集,并搭载不同的传感器对海域的海洋气象、电磁环境等参数进行实时监测。
海上微波信道监测系统主要分为五个关键功能模块,可实现蒸发波导信道特性监测、电波传输损耗态势变化监测、气象数据采集和蒸发波导反演、自动化数据处理和分析、决策支撑数据接口等五大主要功能。
实时监测区域单节点的蒸发波导信道特性,包括蒸发波导的高度、强度和变化趋势。通过监测终端对指定频率在给定区域进行信道监测数据采集,获取能够反映蒸发波导信道特性的电平信号,为区域电磁环境分析提供基础数据。
通过宽频带一体化组网监测,监测终端多点组网建立信道监测链路,实现对区域海域全天候、大面积、高精度、长时间的海洋蒸发波导信息感知和数据监测分析。系统通过对微波信号传播损失的实时测量,反馈至岸基指挥管理平台,形成区域电磁波传播特性态势图。
收集和分析各种气象数据,如大气气温、湿度、海表温度、风速、气压等,系统能够利用收集的气象数据通过核心反演算法进行解算,推导出当前区域的蒸发波导高度和强度,从而更准确地理解和预测电磁波在海面的传播状态。
接收和处理来自海上监测终端的数据,包括自动化的数据清洗、整理和分析,以及蒸发波导高度、强度和变化趋势的实时监测。岸基指挥管理平台对实时监测数据、非实时监测数据完成数据存储及分析,对环境变化趋势、数据分析与统计等进行图形化显示。
根据监测和分析的结果,提供数据接口对海上雷达、通信、导航等电子系统的使用提供决策支持,提高海上操作的效率和安全性。系统可用于建立蒸发波导数据库及电子系统的辅助决策,为海上电子系统的设计与部署提供环境数据支撑。
系统结合了北斗导航卫星短报文的通信方式,保障海上数据传输可靠性;
实时监测区域单节点的蒸发波导信道特性,获取波导高度、强度及变化趋势;
建立信道监测链路,反演蒸发波导区域态势,实现大面积海域电磁波传播特性监测;
适用于岸基、浮标、石油平台等多种平台,灵活装配、快速部署;
海洋电磁环境实时监控,为海洋生态、频谱管理、海洋防灾减灾等提供数据支持与技术支撑。
蒸发波导会导致雷达电磁波传播路径发生改变,产生超视距传播效应或探测盲区。通过实时监测蒸发波导信道特性,可帮助海上雷达系统优化探测策略,提高探测精度和覆盖范围评估的准确性,为雷达系统的设计、部署和作战使用提供环境数据支撑。
蒸发波导可实现超视距微波通信,但也可能导致通信链路不稳定。通过监测蒸发波导的高度和强度变化,可优化通信频率选择和链路规划,提升海上通信的可靠性和有效性,为海上通信系统的频段选择和站位部署提供决策依据。
电磁波传播特性的变化会影响海上导航系统的精度。通过获取蒸发波导环境数据,可对导航系统的误差进行修正,提高导航定位精度,保障海上航行安全。
了解电磁波在海面的传播状态对于电子对抗系统的效能评估至关重要。通过蒸发波导信道监测,可为电子对抗系统的频谱管理、干扰策略制定提供环境数据支撑,提升电子对抗装备的作战效能。
系统可对海洋电磁环境进行实时监控,为海洋生态保护、频谱管理、海洋防灾减灾等提供数据支持与技术支撑,保障海洋工程和海上作业安全,辅助相关部门开展海洋灾害预警和应急响应。
为海上石油平台、海底管道等海洋工程设施提供蒸发波导环境数据,帮助评估工程设备的抗波能力,合理安排施工计划,避免蒸发波导等海洋环境因素对工程设备造成不利影响。
海上微波信道监测系统由监测终端、岸基指挥管理平台两部分构成。
监测终端架XDJ-02一般架设在海上平台和岸边,由主机箱、支架、天线、北斗终端和水文气象采集部件组成。其中,主机内部的频谱系统具备3.5-12GHz频段的连续波信号发射和点频信号功率监测分析的功能。该监测终端能够接收岸基指挥管理平台XDZ-01发送的测试任务及策略,并完成气象数据的采集和微波信道监测。此外,它还能对采集数据及信道测试结果进行预处理及存储。
岸基指挥管理平台是一种基于Web的管理操作平台,用户可以通过岸基指挥管理平台非常方便地对单个或多个不同型号的终端进行管理,通过命令与终端进行通讯,进行测试任务的计划及策略的制定下发,对实时监测数据、非实时监测数据完成数据存储及分析,对环境变化趋势、数据分析与统计等图形化显示。
岸基管理系统界面图
岸基指挥中心-显示监测终端轨迹
岸基指挥中心-气象监测任务