В статье предложен модифицированный алгоритм фильтра Маджвика, позволяющий устранять погрешности влияния судна на опорные измерения магнитного поля Земли системой девятиосевых сенсоров, включающих трёхосевые магнитометры, трёхосевые гироскопы и трёхосевые акселерометры. Опорный сигнал корректуры от геоинформационной навигационной системы позволяет построить корректирующий вектор положения в измерениях магнитного поля Земли магнитометром, собранным на единой подложке вместе с гироскопом и акселерометром. Это обстоятельство позволяет компенсировать дрейф характеристик за счёт усреднения измерений девятиосевого сенсора. Связь измерений положения судна сенсорами с системой отображения динамики и системой управления обеспечивается через систему корабельных углов С.Н. Благовещенского, пересчитанных с использованием алгебры кватернионов. Определение положения магнитного полюса Земли при вычислении динамики судна трёхосевым магнитометром не является однозначным, поэтому возникает необходимость корректировки счислений, соответствующих положению центра масс судна относительно магнитного поля Земли в течение некоторого времени. Выполнение этих условий требует неподвижности магнитометра для его калибровки, что в условиях волнения выполнить невозможно. Компенсировать дрейф характеристик трёхосевого магнитометра можно введением корректирующего поворота кватерниона, построенного по измерениям магнитометра с поправкой на истинный курс судна. Варианты динамики судна представлены в алгебре кватернионов по разным направлениям вращения (преобразования координат). Модифицированный алгоритм фильтра Маджвика построен на основе вывода целевой функции компенсации дрейфа характеристик по Крэйгу. Указанный подход предусматривает построение некоторой, в рассматриваемом методе линейной, функции преобразования частоты. Разработанный метод может применяться для построения алгоритмов идентификации системы управления безэкипажными судами в различных условиях. The article proposes a modified algorithm of the Majvik filter, which eliminates the ship’s influence error on the Earth’s magnetic field support measurements by a system of nine-axis sensors including three-axis magnetometers, three-axis gyroscopes and three-axis accelerometers. The correction reference signal from the geo-information navigation system makes it possible to construct a position corrector vector in the measurements of the magnetic field of the Earth by magnetometer, assembled on a single substrate, together with gyroscope and accelerometer. This makes it possible to compensate for the drift of characteristics by averaging the measurements of a nine-axis sensor. The connection of the ship’s position sensors with the dynamic display system and the control system is provided by the system of ship angles S.N. Blagoveshchensky recalculated through the algebra of quaternions. Determining the position of the magnetic pole of the Earth when calculating the ship’s dynamics with the triaxial magnetometer is not unique, so there is a need to adjust the counts corresponding to the position of the center of mass of the ship relative to the magnetic field of the Earth for some time. These conditions require the magnetometer to be immobile for its calibration, which is impossible in conditions of turbulence. It is possible to compensate for the drift of the characteristics of the triaxial magnetometer by introducing a corrective direction of the quarternion of the constructed according to the measurements with a magnetometer corrected for the true course of the vessel. Variants of the dynamics of the ship are presented in the algebra of quaternions in different directions of rotation (coordinate conversion). The modified Majvik filter algorithm is built on the output of a target function to compensate for Craig’s drift. This approach involves constructing some, in the present method of linear, frequency conversion functions. The developed method can be used to build identification algorithms for unmanned control system in various conditions.
Данная статья представляет собой комплексный аналитический обзор эволюции методов сверхразрешения (Super-Resolution, SR) применительно к антенным решеткам. Основная сфера рассмотрения — радиолокационные, гидроакустические и коммуникационные системы, где повышение углового разрешения критически важно. Детально прослеживается развитие ключевых алгоритмических парадигм: от классических высокоточных методов, таких как MUSIC (MUltiple SIgnal Classification) и ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques), до подходов, основанных на принципе максимального правдоподобия (ML). Анализируются не только теоретические основы этих методов, но и практические аспекты их реализации. Статья систематизирует фундаментальные ограничения традиционных алгоритмов сверхразрешения: чувствительность к коррелированным сигналам и когерентным помехам, деградацию точности в условиях низкого отношения сигнал/шум (SNR), а также высокую вычислительную сложность, затрудняющую реализацию в реальном времени. Особый акцент делается на перспективных направлениях, способных преодолеть эти барьеры. В заключительной части обсуждается интеграция методов искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) в данную предметную область. Рассматривается потенциал нейросетевых моделей для создания более робастных, адаптивных и менее ресурсоемких алгоритмов оценки направления прихода сигналов, что открывает новые горизонты для развития информационно-управляющих систем морского базирования. This article presents a comprehensive analytical review of the evolution of super-resolution (SR) methods as applied to antenna arrays. The primary focus is on radar, hydroacoustic, and communication systems, where enhancing angular resolution is critically important. The development of key algorithmic paradigms is traced in detail: from classical high-precision methods such as MUSIC (MUltiple SIgnal Classification) and ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques) to approaches based on the principle of maximum likelihood (ML). The analysis covers not only the theoretical foundations of these methods but also the practical aspects of their implementation. The article systematizes the fundamental limitations of traditional super-resolution algorithms: sensitivity to correlated signals and coherent interference, degradation of accuracy under low signal-to-noise ratio (SNR) conditions, as well as high computational complexity, which hampers real-time implementation. Special emphasis is placed on promising directions capable of overcoming these barriers. The concluding part discusses the integration of artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) methods into this subject area. The potential of neural network models for creating more robust, adaptive, and less resource-intensive algorithms for estimating the direction of signal arrival is considered, which opens new horizons for the development of maritime-based information and control systems.
В статье рассматривается проблема обеспечения качества технического обслуживания радиоэлектронного оборудования береговых объектов Глобальной морской системы связи при бедствии и для обеспечения безопасности мореплавания. Проведено математическое моделирование и количественная оценка влияния ключевых факторов на качество технического обслуживания. В работе использовался однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) для оценки степени влияния пяти факторов (периодичность технического обслуживания, квалификация персонала, обеспеченность ЗИП, условия эксплуатации, способ техническойдиагностики) на количественные показатели качества технического обслуживания (коэффициент готовности, среднее время ремонта и удельные затраты). Использование модели позволяет осуществлять обоснованный выбор и корректировку стратегии технического обслуживания на основе количественной оценки влияния организационно-технических факторов на ключевые показатели качества технического обслуживания радиооборудования, особенно в условиях его импортозамещения. The article deals with the problem of ensuring the quality of maintenance of radio-electronic equipment of coastal facilities of the Global Maritime Distress and Safety System in case of disaster and to ensure the safety of navigation. Mathematical modeling and quantitative assessment of the impact of key factors on the quality of maintenance have been carried out. One-way analysis of variance (ANOVA) was used to assess the degree of influence of five factors (frequency of maintenance, qualification of personnel, availability of spare parts, operating conditions, method of technical diagnostics) on quantitative indicators of the quality of maintenance (availability coefficient, average repair time and unit costs). The use of the model makes it possible to make an informed choice and adjustment of the maintenance strategy based on a quantitative assessment of the impact of organizational and technical factors on key indicators of the quality of maintenance of radio equipment, especially in the context of its import substitution.
Рассматривается задача повышения точности расчёта принимаемой мощности на радиорелейных линиях (РРЛ) диапазона 18 ГГц над морской поверхностью. Предложена гибридная модель, объединяющая детерминированный двухлучевой расчёт с учётом коэффициента шероховатости Миллера–Брауна и стохастическое моделирование методом Монте-Карло (N = 300 реализаций) для учёта флуктуаций шероховатости морской поверхности. Расчёт точки зеркального отражения выполняется итерационным методом для сферической Земли с эффективным радиусом ae = k · R0, где k-фактор определяется по Рекомендации МСЭ-Р P.453 из фактических метеопараметров. Геоинформационный модуль (ГИС-модуль) формирует высотный профиль трассы на основе цифровой модели рельефа SRTM 1-arc с билинейной интерполяцией и автоматической классификацией подстилающей поверхности «суша/море» методом пространственных индексов R-tree. Верификация выполнена на действующей РРЛ 18 ГГц (трасса Уссурийского залива, длина 21,7 км, высоты антенн 16 м и 16 м над уровнем моря). Показано, что стохастическая модель обеспечивает отклонение от натурных измерений уровня принимаемого сигнала (RSSI) не более 1 дБ против 2,3 дБ у модели потерь в свободном пространстве (FSPL) и 4,3 дБ у чисто детерминированной модели. Среднеквадратическое отклонение (СКО) флуктуаций принимаемой мощности в стохастической модели составляет 2–4 дБ, что соответствует типичным значениям для морских трасс диапазона 10–20 ГГц при умеренном волнении. The paper addresses the problem of improving the accuracy of received-power prediction for maritime microwave radio relay links (RRL) in the 18 GHz band. A hybrid propagation model is proposed which combines a deterministic two-ray calculation (with the Miller–Brown roughness reduction coefficient and the spherical-Earth divergence factor) with Monte Carlo stochastic simulation (N = 300 realisations) accounting for random fluctuations of the sea-surface roughness. The specular reflection point is located by a spherical-Earth iterative procedure (ITU-R P.2001, Annex A.5); the effective Earth-radius factor k is computed dynamically from in-situ meteorological data following Recommendation ITU-R P.453. A geographic information system (GIS) module builds the terrain profile from the SRTM 1-arc digital elevation model with bilinear interpolation and performs automatic land/sea classification using R-tree spatial indexing. The model is verified against measurements on an operational 18 GHz radio relay link crossing Ussuri Bay (21.7 km, antenna heights 16 m and 16 m above mean sea level, 14 May 2026). The stochastic model yields a deviation of 0.5 dB from the measured received-signal-strength indicator (RSSI), compared with 2.3 dB for the free-space path-loss (FSPL) model and 4.3 dB for the deterministic two-ray model. The standard deviation of received-power fluctuations in the stochastic model is 2–4 dB, which is consistent with typical values reported for 10–20 GHz maritime links under moderate sea state. The proposed model is suitable for precise design of maritime radio relay links and for justification of the fade margin in accordance with ITU-R P.530.
Проведен анализ аварий на морском транспорте, связанных с аварийными разливами нефти и нефтепродуктов (АРН) и загрязнением прибрежной защитной полосы (ПЗП). Установлено, что они представляют серьезную угрозу морским и прибрежным экосистемам. Совершенствование процессов мониторинга состояния почв ПЗП в местах возможного воздействия нефтяного загрязнения при АРН на морском транспорте является актуальной задачей. Проведен анализ и установлена роль лабораторных методов количественного и качественного анализа проб почвы в оценке уровня загрязнения ПЗП. Обоснована целесообразность применения методов инфракрасной спектроскопии и молекулярной люминесценции для оперативного контроля и мониторинга чрезвычайных ситуаций (ЧС). Разработана и реализована в условиях Финского залива система оценки уровня загрязнения ПЗП при АРН на морском транспорте. Установлена и обоснована последовательность обработки экспериментальных данных, полученных при определении концентрации нефти и нефтепродуктов в почвах ПЗП методом инфракрасной спектроскопии. Определены преимущества предлагаемой системы. При ее использовании достигается сокращение времени обследования территорий, что позволяет ускорить принятие решений, направленных на предупреждение, локализацию и ликвидацию ЧС. Возможность учета фонового содержания органических веществ в почвах ПЗП обеспечивает повышение обоснованности оценки уровня загрязнения. Представлены параметры оценки уровня нефтяного загрязнения и установлен критерий возникновения ЧС, связанный с загрязнением ПЗП при АРН на морском транспорте. Выявление новых разливов, сравнение территорий по степени нефтяного загрязнения являются основными направлениями использования разработанной системы. An analysis of accidents in marine transport related to emergency oil and petroleum product spills and pollution of the coastal protective strip has been carried out. They have been found to pose a serious threat to marine and coastal ecosystems. Improving the processes of monitoring the soil condition of the coastal protective strip in places of possible exposure to oil pollution in emergency oil and petroleum product spills in marine transport is an urgent task The analysis was carried out and the role of laboratory methods of quantitative and qualitative analysis of soil samples in assessing the pollution level of the coastal protective strip was established. The expediency of using infrared spectroscopy and molecular luminescence methods for operational control and monitoring of emergency situations is substantiated. A system has been developed and implemented in the conditions of the Gulf of Finland to assess the level of pollution of the coastal protective strip in case of emergency oil and petroleum product spills on marine transport. The sequence of processing experimental data obtained in determining the concentration of oil and petroleum products in the soils of the coastal protective strip by infrared spectroscopy has been established and substantiated. The advantages of the proposed system are determined. When using it, a reduction in time for the survey of territories is achieved, which makes it possible to speed up decision-making aimed at preventing, localizing and eliminating emergencies. The possibility of taking into account the background content of organic substances in the soils of the coastal protective strip increases the validity of the assessment of pollution levels. The parameters for assessing the level of oil pollution are presented and a criterion for the occurrence of an emergency situations related to pollution of the coastal protective strip in the event of accidental oil and petroleum product spills on marine transport is established. The identification of new spills and the comparison of territories according to the degree of oil pollution are the main areas of use of the developed system.
