Предисловие.

В начале предыдущей статьи «Норильская заброшенная угольная шахта №15 S.T.A.L.K.E.R.», я упомянул, что восхождение на гору Шмидта было связано с работой. И многие, ознакомившись с данным фактом, начали проявлять больший интерес к моей профессии. Вот и решил немного приоткрыть тайную завесу, так сказать, написать первые строчки автобиографии. Заодно развёрнуто рассказать о том, зачем конкретно мне нужны были координаты местоположения. Думаю, что из этого даже может получиться небольшая лекция для чтения в институте или радиотехническом колледже.

________________________________________________

Моя текущая работа находится в сфере IT-технологий, точнее — связь, а если быть более конкретным, то спутниковая связь. Цепочка событий, которая привела в эту сферу достаточно длинная. В моей жизни были разного рода увлечения, которые могли легко поменять направление моей текущей деятельности. Вспоминается, что даже в качестве основной специальности рассматривался вариант телевидения и кино, но тяга к радиотехнике и электронике были сильнее и перспективнее (по части дипломированного специалиста), да и бюджетнее в плане обучения. В итоге закончил два технических заведения — техникум (впоследствии колледж) и ВУЗ. После получения дипломов, техническая специальность еще сильнее двигала меня по дорожке самообразования. Проектирование настолько глубоко проникло в мою жизнь, что это начало активно сказывается на домашних делах и задачах. Ещё в институте на последнем курсе, совместно с товарищем (причём с которым учились в колледже) создали сайт (движок нашего интернет ресурса — это его рук дело). Кстати, скоро нашему сайту автомотогараж.ру будет десять лет! Об этом мы обязательно оповестим и напишем отдельную историю.

Но вернёмся в Норильск. Задачей, ради которой приехал в командировку, было обследование площадки для последующего строительства узла связи. Данный узел предполагал использование спусковой антенны, что в свою очередь накладывает ряд очень жёстких требований. Подготовится к командировке заранее и что-то проработать до выезда возможности не было. На месте проведения обследования выяснилось, что по направлению на спутник Ямал 202 существует вероятность затенения горой створа спутниковой антенны. А ведь именно на этом ИСЗ нам был выделен большой сегмент спутникового ресурса. И вариантов других не было.  

Всегда считал, что азарт технической мысли совместно с тягой к приключениям могут решить задачи любой сложности, и вдобавок, позволят разнообразить будни. Вот и этот случай не стал исключением.

После того, как все работы. которые на меня возлагались, были выполнены, осталось чувство неудовлетворенности и некоторой неопределённости, которая в свою очередь не позволяла самому себе сказать что работа завершена полностью. Ситуация получалась несколько тупиковая. Можно было вернуться и с теми данными, которые удалось добыть при обследовании, написать заключение по объекту и всё. Но впереди было полтора дня, а значит, есть и время, чтобы попробовать что-то предпринять. Тут же появились разного рода идеи и мысли. В процессе прогулки направился на окраину города, т. к. нужно было предварительно подтвердить свою гипотезу перед тем. как идти на риск. К вечеру возвращаясь в гостиницу уже было чёткое понимание алгоритма дальнейших действий и каких данных мне не хватает. Ближе к ночи, перенеся мысли на лист бумаги, решение было принято окончательно — надо попробовать взобраться на вершину. Даже если не получится, по крайней мере попытался. В конечном итоге всё прошло как нельзя лучше. Цель была достигнута. Данные, которые так были необходимы, добыты. В дополнение к этому ещё получилась экскурсия в прошлое, которая не оставила меня равнодушным и подтолкнула к детальному изучению истории нашей Родины, особенно период с 1922 года по 1991 год, чем увлёкся настолько, что занимаюсь этим до сих пор.

Норильск – Москва, дорога домой.

На следующий день мы направились в аэропорт. Погода была пасмурной с очень низкой облачностью. Просидев весь день в здании аэровокзала вылететь нам так и не удалось, погода только ухудшилась. В итоге были отменены все рейсы. В четыре часа дня уже стало понятно, что наш самолёт никуда не полетит — его просто нет, так как он даже приземлиться не смог. Нам в билетах поставили штамп о задержке рейса на сутки и к шести вечера мы были снова в гостинице, только на этот раз за счёт авиакомпании.

Погода в районе аэропорта перед поездкой обратно в город.

Во время прогулок по городу приметил «Норильский Заполярный театр драмы имени Маяковского». Изучив афишу, ещё тогда промелькнула мысль: «Не плохо, было бы посетить данное заведение». Так и получилось, оставив вещи в отеле прямиком направился туда.

Что самое интересное, прибыв обратно в Норильск облачность рассеялась. Точно без похода в театр город меня не отпускал!

За полчаса до начала сеанса билет был у меня на руках. Удивительно, зал был абсолютно полный. Задержись я минут на пятнадцать, в театр можно было бы не попасть.

Спектакаль был на высшем уровне! Не пожалел, ни минутки! Однозначно, стоило просидеть в аэропорту весь день, чтобы вернуться обратно в Норильск и получить истинное наслаждение от театра.

На следующее утро погода была чудной — ни облачка, ни ветерка. Вторая попытка улететь из Норильска оказалась успешной. Был замечен ещё один интересный момент: как только сели в самолёт, небо стало нахмуриваться и его снова затянуло. Погода тут меняется очень быстро. Но это уже не было помехой. и мы всё-таки улетели.

Прибыв в Москву принялся за расчет. Имея на руках все необходимые данные решил проделать вычисления с нуля.

Заново определив точку, куда планировалось поместить антенный пост, линией на карте обозначил направление распространения сигнала. Далее, рассчитал ключевые параметры для позиционирования антенной системы.

Из полученных данных чётко видно, что по направлению радио сигнала, имеется препятствие в виде горы. В совокупности с малым углом места (7,2 градуса), возникает существенный риск того, что это обернётся помехой для работы канала связи. Конечно можно проработать ландшафтный профиль при помощи гугл-карт, но эти данные имеют определённую погрешность и этот метод можно использовать только оценочно, полностью полагаться на них нельзя. Особенно сейчас, когда все расчёты ведутся с точностью до одного метра. Следующим этапом прорабатывались данные, полученные с предполагаемого места инсталляции антенной системы. Графически были определены линии препятствия и линия угла места видимости космического аппарата.

Эти информация была получена при помощи видеокамеры и цифрового угломера (уровня). Методика была таковой: необходимо провести два измерения. Первое — определить горизонтальную границу по направлению на спутник (верхняя линия на предыдущем изображении) и второе — зафиксировать угол места до препятствия (нижняя линия). Выполнялось это следующим образом: по уровню как по прицелу винтовки определялся ориентир.

Показания уровня выставлялись исходя из расчёта угла — места зеркала антенны, а далее, камерой, при помощи трансфокатора, было зафиксировано изображение, на которое впоследствии и были нанесены специальные линии.

По этому же принципу, уровнем была зафиксирована граница до препятствия и сняты показания. Особенно важным параметром тут является угол-места до препятствия. По показаниям прибора, он находится в пределах 5,7° - 5,8°.

Поскольку данный метод был разработан перед самым отъездом, то его достоверность проверена не была. Следовательно, были оправданные сомнения, что и подвигло меня на дополнительный метод проверки. 

Но теперь есть ещё параметры, которые позволяют не только проверить экстравагантную методику, но и перестраховаться. А именно, есть географические координаты двух точек.

Далее, следовала обычная арифметика. Зная разницу в высотах между размещением антенной системой и препятствием, а также расстояние между двух этих объектов, то можно через тангенс угла прямоугольного треугольника рассчитать угол до препятствия.

В створе предполагаемой к установке антенны, на дистанции около 3900 метров, расположена гора Шмидта. Высота горы составляет 488 метров от уровня моря. Высота антенны над уровнем моря 98 метров, соответственно катет АС будет равняться 390 метров.

Далее применяем теорему Пифагора, думаю её стоит озвучить: в прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Записывается она следующим образом:

Преобразуем её и вы ведем нам неизвестное:

Теперь преобразуем формулу в квадратное уравнение и получаем 〖3900〗^(2 )=х+ 〖390〗^(2 ), 15210000 = х + 152100, х = 15057900, второй катет СВ найден и он равняется 3879,5359 метров. Подставляем полученные данные в следующую формулу:

Получаем значение искомого угла равным 0,100527488 радиан, чтобы перевести угол из радианов в градусы, нужно значение угла в радианах умножить на 180 и разделить на значение Пи.

Получаем следующее: 0,100527488 * 180 / 3,14 = 5,7598007874520288549544759864971 Округлив результат имеем расчётный угол до препятствия, он примерно равен 5,759°.

Промежуточный вывод: как показал расчёт, оба метода имеют почти одинаковые показания разница составила сотые доли градуса. Расчетный метод показал 5.75°, визуальный 5,7° - 5,8° (точность ограничена функционалом прибора). Запас между препятствием и направлением на ИСЗ составляет 1,5°. Далее можно выполнить расчёт высоты прохождения сигнала над горой. Расчёт выполнялся через синус угла:

Преобразуем формулу и подставим данные: d = с х sin 1,5. Расчётная высота прохождения центра луча над горой составляет 102 метра.

После того как спустился с горы, обратил внимание на то, что гора, как будто держит на себе шапку из облачности.

Так как за время нахождения в городе Норильске наблюдалась низкая облачность, пришлось учесть и погодные условия в зоне прохождения сигнала. Особенно в районе вершины горы Шмидта. В процессе подъёма на гору, как раз удалось в этой облачности и побывать.

Итоговый вывод: В ходе проработки места установки антенной системы было выявлено наличие горы, находящейся в левой части створа антенны. Расчёты показали, что угол места до максимальной отметки вершины горы составляет 5,759°. Запас между вершиной горы и направлением центра луча на космический аппарат равняется 1,5°, что в свою очередь составляет около 102-х метров. Дополнительным плюсом было то, что сигнал пойдёт по краю склона горы, правее от центра. Таким образом это нам даст запас ещё в три градуса. В итоге расчёты показывают, что гора не препятствует прохождению сигнала. Канал связи планируется реализовывать в С-диапазоне. Эти частоты показали высокую устойчивость не только к плотной облачности, но и к ливневым дождям, и сильным снегопадам. Поэтому явление облачности не сильно беспокоило как сама гора, но всё решилось удачно.

И в завершении ещё пару слов. Параллельно со всеми замерами и вычислениями, дополнительно была проведена проверка части функционала программы Google Earth Pro. Интересовал насколько точно работает инструмент «Добавить путь», а именно функция «Показать рельеф местности». Можно ли этим данным доверять и в каких случаях? Это действительно полезный инструмент, о котором также можно много рассказать, тем более что это было проверено на практике. Но этот объём уже выйдет за рамки данной статьи. Думаю о нём как-нибудь расскажу позже в соответствующей статье.

Есть ещё интересные истории с достаточно необычными методами решения поставленных задач, но об этом в следующих публикациях.

Статья прогулка по городу Норильску: Город Норильск - без цензуры. На пороге апокалипсиса.