מדענים מסנט פטרסבורג "LETI" יצרו מודל מתמטי לשיפור הדיוק של ניווט הספינה.
משירות העיתונות של האוניברסיטה נמסר כי פיתוח זה יעזור לזהות בצורה מדויקת יותר עצמים על פני המים גם בתנאי סערה.
"המודל המתמטי האוניברסלי החדש של LETI יגביר את הדיוק בניווט אוניות וזיהוי עצמים קטנים על פני הים. פיתוח זה ימנע אי בהירות בהערכת גלי האוקיינוס בעת שימוש בסקאלות שונות של מצב ים ויבטיח פעולה צפויה של מערכות מכ"ם, וכתוצאה מכך זיהוי מדויק יותר של עצמים על פני השטח גם בתנאי סערה", נכתב בדו"ח.
הובהר כי יעילות מערכת המכ"ם תלויה ישירות במצב הים, שכן הגלים משקפים אותות רדיו ויוצרים רקע רעש שיכול להסתיר ספינות קטנות, רפסודות הצלה או עצמים אחרים. ישנן מספר דרכים להעריך את עוצמת ההשתקפות של אותות מכ"ם מפני השטח – טבלת נתנזון, שנוצרה על בסיס ניסויים באמצע המאה ה-20, סולם דאגלס – מערכת להערכת גלי אוקיינוס בנקודות, שפותחה במאה ה-19, בקנה מידה של הארגון המטאורולוגי העולמי. בנוסף, ברוסיה קיים סולם גלי הים של המחלקה הכללית להידרומטאורולוגיה של 1953.
לטענת שירות העיתונות, בתרגום בין מערכות אלו ישנם אי דיוקים מכיוון שיש להמיר את קנה המידה לפרמטרים פיזיים, כמו גובה גלים. זה יכול להוביל לשגיאות במודלים של השתקפות גלי רדיו ולהפחית את הדיוק של מערכת המכ"ם. בנוסף, למודלים מתמטיים מודרניים המשמשים בניווט יש גם מגבלות. לדוגמה, מודל ה-GIT (Georgia Institute of Technology), שנמצא בשימוש נרחב בתעשייה, מתאים היטב לנתונים ניסויים במדינות ים הנעות בין 4 ל-9. עם זאת, כאשר הגלים חלשים, מתרחשים הבדלים משמעותיים, מה שמגדיל את הסבירות להחמצת עצמים קטנים על פני המים.
לכן, מדעני LETI הציעו מודל מתמטי חדש של השתקפות אותות רדיו מפני הים. הוא אינו קשור לדירוג גלים בשום נקודה והוא מותאם לזוויות גלישה קטנות ברדיו מ-0.1 עד 10 מעלות. אלו הן הזוויות המתעוררות בעת זיהוי עצמים במרחקים גדולים מעל פני הים, ולכן מודל מדויק שלהם חשוב במיוחד עבור מכ"ם.
לגבי פיתוח
"המודל שלנו מאפשר לנו להמיר כל סולם גלים – דאגלס, הארגון המטאורולוגי העולמי או רוסית – לפרמטרים פיזיקליים הניתנים למדידה, גבהי גל משמעותיים ולהשיג תוצאות מדויקות. יתר על כן, ניסוח המודל פשוט יותר ממודלים דומים קיימים, מכיוון שדרושים פחות משתנים לחישוב", ציטט שירות העיתונות את ויאצ'סלב מיכאילוב, חוקר בכיר ב"מחלקה להנדסת רדיו מערכות אלקטרונית" באוניברסיטת פיטרבורג.
יש לציין כי המודל מבוסס על קירוב של נתנזון לנתוני ניסוי – שיטה מתמטית שבה מתוארת מערכת מורכבת של נקודות ניסוי על ידי פונקציה פשוטה יותר החוזרת על הנתונים המקוריים בצורה קרובה ככל האפשר. בנוסף, המודל אינו משתמש בציוני מצב ים אלא משתמש בגבהי גל משמעותיים, מה שהופך את המודל הזה לפופולרי יותר. גובה גלים מובהק הוא הגובה הממוצע של השליש הגבוה ביותר מהגלים. פרמטר זה נמצא בשימוש נרחב באוקיאנוגרפיה ומאפשר לתאר בבירור את מצב פני הים: החל בים רגוע ועד לסופות חזקות עם גובה גלים של יותר מ-14 מ'.
מיכאילוב הוסיף: "קראנו לדגם ה-ETU לכבוד האוניברסיטה שלנו – זוהי מתנה סמלית למלאת 140 שנה ל-LETI. ניתן להשתמש בפיתוח זה במערכות מכ"ם אזרחיות, מערכות בקרת ספינות בלתי מאוישות, ניטור הסביבה הימית וכן במערכות המבטיחות את בטיחות התחבורה הימית ופעולות חיפוש והצלה".
כפי שאמרה האוניברסיטה, המחקר בוצע במסגרת משימות המדינה של משרד המדע וההשכלה הגבוהה של הפדרציה הרוסית. מודל ה-ETU פותר חוסר עקביות היסטורי בין סולמות הערכת מצב ים שונים ומאפשר למערכות מכ"ם לפעול בצורה מדויקת ללא קשר למקור נתוני מזג האוויר. זה חשוב במיוחד עבור מערכות מיקום דיגיטליות מודרניות המשלבות נתונים מתצפיות לווייניות, שירותי מזג אוויר וחיישנים מוטסים.
