Комплекс учебный программно-аппаратный для изучения, анализа и применения космической съемки

Инженерный конструктор “Copter4Space” (далее - Конструктор) состоит из конструктора квадрокоптера COEX Клевер 4 Code, радиоэлектронных блоков и всех необходимых комплектующих для установки на квадрокоптер облучателя для приема спутниковых снимков, параболического зеркала с размеченным летным полем, ноутбука, программного обеспечения для приема и обработки данных. Конструктор может быть включен в инфраструктуру, обеспечивающую проектную деятельность и программы основного и дополнительного образования.

Учащиеся самостоятельно собирают дрон, устанавливают облучатель с необходимыми радиотехническими элементами, собирают и юстируют летное поле и рефлектор, производят его настройку и прием на него изображения Земли из космоса с пролетающих метеоспутников серий Метеор-М №2, NOAA, MetOp, FengYun-3 по радиоканалам L-диапазона частот в режиме реального времени с возможностью их последующей тематической обработки и использования в широком спектре научно-практических задач.

Цель, достигаемая при использовании Конструктора в учебном процессе:

1.  вовлечение школьников в космическую тематику и возвращение интереса молодежи к прикладным космическим исследованиям

Решаемые задачи:

1. создание инфраструктуры для обеспечения работы со школьниками в области инженерии наземных космических систем, работы с данными дистанционного зондирования Земли и прикладными проектами, базирующимися на этих данных;

2. развитие проектной деятельности школьников и интеграция основного, дополнительного и профессионального/предпрофессионального образования в сфере космических технологий.

Образовательные результаты:

1. повышение интереса к космическим технологиям (ДЗЗ), инженерному творчеству, научно-технологической деятельности, точным и естественным наукам;

2. получение позитивного опыта комплексного применения теоретических знаний, полученных в школе, для решения реальных практических задач;

3. повышение уровня знаний по основным профильным школьным дисциплинам; 

4. профессиональное самоопределение; уточнение дальнейшей образовательной и профессиональной траектории;

5. повышение экологической ответственности;

6. развитие навыка комплексного анализа данных;

7. развитие навыка командной работы.

Комплекс предназначен для приема, демодуляции, декодирования и обработки цифровой информации, передаваемой с метеорологических искусственных спутников Земли (ИСЗ) серий Метеор-М №2, NOAA, MetOp, FengYun-3 по радиоканалам L-диапазона частот.

Комплекс позволяет принимать информацию с ИСЗ как в стационарном состоянии, так и во время движения мобильной платформы (судов, ж/д платформ, автомобилей и т.п.). Аппаратно-программная система компенсации крена и динамической ориентации по сторонам света позволяет не использовать традиционную в таких случаях гироплатформу.

Состав Комплекса:

1. антенная система;

2. персональный компьютер (ПК) для приема и обработки информации;

3. программное обеспечение для приема и обработки информации;

4. комплект документации.

Антенная система состоит из приемного СВЧ тракта и устройства перемещения антенны, необходимого для ведения спутника во время сеанса приема информации.

Программное обеспечение (ПО), поставляемое в составе Комплекса подразделяется на:

- программное обеспечение, управляющее механизмом перемещения антенны;

- программное обеспечение обработки принятой информации.

Аппаратно-программный комплекс «Расторопша» (далее - Комплекс) предназначен для приема цифрового потока, передаваемого с КА ДЗЗ, находящихся на низких околоземных орбитах, по радиоканалам Х-диапазона частот (7.8-8.4 ГГц). В базовом варианте Комплекс оснащается демодулятором ДЕМ-200. Для работы с более скоростными потоками Комплекс может быть оснащен демодулятором ДЕМ-500М. В базовой конфигурации Комплекс оснащен для приема данных с ИСЗ Terra, Aqua, Suomi NPP, FengYun-3B/3D, JPSS-1 (NOAA 20).

Антенная система Комплекса обеспечивает сопровождение спутников на низких околоземных орбитах при углах места выше 10 градусов без «мертвой зоны» в околозенитной области. Сопровождение может осуществляться строго по расчетной траектории либо в режиме автоматической коррекции по максиму принимаемого сигнала. Расчет траектории производится с использованием орбитальных данных в формате TLE. Управляющее программное обеспечение Комплекса выполняет полностью автоматизированный цикл работы Комплекса без вмешательства оператора.

Состав Комплекса:

1. параболический рефлектор диаметром 2.4 м;

2. облучатель;

3. радиопрозрачный обтекатель, совмещённый с рефлектором;

4. опорно-поворотное устройство (ОПУ);

5. система управления ОПУ;

6. малошумящий усилитель и преобразователь частоты (МШПР);

7. устройство обработки сигналов (демодулятор) ДЕМ-200;

8. набор кабелей;

9. персональный компьютер;

10. программное обеспечение для планирования работы Комплекса, управления входящими в Комплекс аппаратными устройствами, регистрации демодулированных данных, отображения и регистрации параметров текущего состояния Комплекса, а также для обработки данных;

11. руководство пользователя.

Предназначен для приема, демодуляции, декодирования и обработки цифровой информации, передаваемой с искусственных спутников Земли (ИСЗ), находящихся на низких околоземных орбитах, по радиоканалам Х-диапазона частот в диапазоне скоростей сигналов 0.1-100 Мбод. В базовой конфигурации Комплекс оснащен для приема данных с ИСЗ Terra, Aqua, Suomi NPP, FengYun-3B/3D, JPSS-1 (NOAA 20).

Комплекс обеспечивает автоматическую запись файлов данных на диск компьютера.

Комплекс «Лоретт» может внедряться в образовательные и инновационные проекты как: 

·         основа междисциплинарной проектной лаборатории;

·         базовый инструмент обеспечения доступа к данным сверхвысокого пространственного разрешения в режиме реального времени; 

·         средообразующий инструмент для разработки сервисов и/или мобильных приложений. Может функционировать как наполнение смежных центров коллективного пользования или через отечественные и международные хакатоны. 

 Состав Комплекса:

1. антенная система;

2. персональный компьютер для приема и обработки данных;

3. программное обеспечение для приема и обработки данных;

4. комплект документации.

Предназначен для приема, демодуляции, декодирования, регистрации и обработки цифровой информации, передаваемой с метеорологических искусственных спутников Земли серий Метеор-М №2, NOAA, MetOp, FengYun-3 по радиоканалам L-диапазона частот.

Комплекс обеспечивает прием изображений со спутников в радиусе до 400 км от места установки и автоматическую запись файлов данных на диск компьютера.

Комплекс «Лентикулярис» может внедряться в образовательные и инновационные проекты в направлениях:

комплекс-конструктор для инженерного образования;

комплекс как основа проектной лаборатории для освоения ряда компетенций космической отрасли и гидрометеорологического обеспечения.

Рассчитан на работу группы учеников в количестве школьного класса. Для проведения занятий нужны компьютерный класс и плазма.

Состав Комплекса: 

 1. антенная система;

 2. персональный компьютер (ПК) для приема и обработки информации;

3. программное обеспечение для приема и обработки информации;

4. комплект документации.

Инженерный конструктор "Link2Space" состоит из комплектующих антенной системы, SDR-приёмника, ноутбука, программного обеспечения для приема и обработки данных. Учащиеся самостоятельно собирают конструктор и получают станцию (комплекс) приема спутниковой информации, производят её настройку и прием на неё данных с пролетающих метеоспутников серий Метеор-М №2, NOAA, MetOp, FengYun-3 по радиоканалам L-диапазона частот в режиме реального времени. Затем проводят обработку и анализ принятых изображений Земли из космоса. 

Цели, достигаемые при использовании Конструктора в учебном процессе:

* Создание живого интереса учащихся к научно-технологической деятельности;

* Привлечение молодежи к российской космической отрасли в части дистанционного зондирования земли (ДЗЗ), которая является одной из основополагающих;

* Формирование у детей интереса к решению взрослых задач, связанных с экологией и метеорологией;

* Обучение детей работе в команде, умения отстаивать свои интересы и добиваться поставленных задач;

* Обучение детей работе с новыми материалами и оборудованием, работе с электроникой и изучение основ программирования.

В результате работы решается задача собственными силами собрать и настроить инженерный конструктор, получить работоспособную станцию приема спутниковых изображений, принять изображение с метеоспутников на собранную собственными силами антенну.

   Конструктор поставляется в кейсе, удобном для хранения и транспортировки. В состав поставки входят:

1. Облучатель - 1шт.

2. Робототехническое устройство (манипулятор), перемещающее облучатель - 1 шт.

3. Блок управления робототехническим устройством - 1 шт.

4. МШУ (малошумящий усилитель) - 1 шт.

5. SDR-приемник - 1 шт.

6. Несущий каркас - 1 шт.

7. Комплект кабелей - 1 комплектов.

8. Отражатель - 1 шт.

9. Программное обеспечение - 2 модуля на один Конструктор:

- управления робототехническим устройством - 1 копия;

- приема и обработки данных, включая работу с SDR-приемником - 1 копия.

10. Ноутбук. Требования к ноутбуку для приема и обработки данных (не хуже):

Процессор: Intel Core i5 1.8 ГГц,
Оперативная память: 4 ГБ,
Жесткий диск: 256 ГБ SSD,
Операционная система семейства Microsoft Windows.

Рекомендуется дополнительный жесткий диск 2 ТБ для архива данных.

Примечание: ноутбук входит в комплект поставки Конструктора.

32Предназначен для сборки турникетной антенны для приема и обработки данных с метеоспутников серий Метеор-М №2, NOAA по радиоканалам УКВ частот (137 МГц). Состоит из собственно антенны и штатива.

Турникетная антенна (от франц. tourniquet — турникет, вертящаяся крестовина) образована скрещенными попарно под прямым углом горизонтальными симметричными полуволновыми вибраторами, закрепленными на общей вертикальной мачте.

Цели, достигаемые при использовании конструктора в учебном процессе:

* создание живого интереса учащихся к научно-технологической деятельности;

* привлечение молодежи к российской космической отрасли в части дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), которая является одной из основополагающих;

* формирование у детей интереса к решению взрослых задач, связанных с экологией и метеорологией;

* обучение детей работе в команде, умению отстаивать свои интересы и добиваться поставленных задач;

* обучение детей работе с новыми материалами и оборудованием, работе с электроникой и изучение основ программирования.

Данные, которые принимает собранный Конструктор, могут быть использованы на уроках географии для закрепления разделов «Материки, океаны, народы и страны», «География России», «Региональная география»; на уроках информатики при освоении тем «Векторная и растровая графика», «Каталогизация файлов», «Прикладное программное обеспечение», «Обработка данных»; на уроках физики для изучения раздела «Оптика», а также в качестве дополнительных внеклассных занятий. Проведение занятий возможно, как в групповом, так и в индивидуальном режиме.

Конструктор поставляется в тубусе, удобном для хранения и переноски. В состав поставки входят: 

1. Лучи-вибраторы - 4 шт.

2. Центральный узел антенны с волновым трансформатором – 1  шт.

3. SDR-приемник - 1 шт.

4. Кабель коаксиальный длиной 5 м - 1 шт.

5. Штатив - 1  шт.

6. Документация – 1 комплектов.