Перспективы спутниковой навигации в Арктике
С.И. Кренц
исполнительный директор, начальник Департамента
Национальной Безопасности
Института Военно-Гуманитарных Технологий
директор Центра Арктических исследований и проектов
Президентской Академии (РАНХиГС)
старший преподаватель кафедры Безопасности
факультета Безопасности и Таможни РАНХиГС Санкт-Петербург
А.В. Митько
Президент Арктической общественной академии
кандидат технических наук, доцент кафедры Безопасности
факультета Безопасности и Таможни РАНХиГС Санкт-Петербург
В статье представлено краткое описание комплексной методики оптимизации навигации в Арктике с использованием спутниковых данных AMSR-2, направленная на повышение эффективности планирования маршрутов и снижение зависимости от помощи ледоколов.
Используется технология дистанционного зондирования для анализа и прогнозирования ледовой обстановки, что способствует более безопасным и рентабельным морским операциям в Арктике. Основные результаты включают значительную экономию средств и повышение эксплуатационной безопасности за счёт стратегического использования маршрутов с меньшей плотностью льда, подтверждённых тематическими исследованиями в Карском море и море Лаптевых.
Методика демонстрирует адаптивность к различным видам морской деятельности, включая коммерческое судоходство, научные экспедиции и туризм, предлагая масштабируемое решение для глобального морского судоходства, подверженного воздействию льдов.
Этот инновационный подход не только соответствует меняющимся экологическим и эксплуатационным требованиям полярной навигации, но и создаёт основания для будущих достижений в этой области.
Россия активно развивает Северный морской путь (СМП), который используется крупными промышленными корпорациями. Быстрое таяние морских льдов усложнило навигацию в Арктике. Истощение морского льда не только потенциально открывает новые маршруты, которые могут сократить расстояние передвижения на 30-50%, но и создаёт навигационные риски из-за непредсказуемого и изменчивого ледяного покрова.
На основании систематического анализа спутниковых снимков, были разработаны навигационные карты для СМП, в частности в морях Карском и Лаптевых. Начальный этап включает в себя сбор ежедневных данных о концентрации морского льда с помощью сканирующего микроволнового радиометра AMSR-2, установленного на спутнике GCOM-W, предназначенного для спутникового мониторинга Земли, а именно съёмки в микроволновом диапазоне от 6.925 до 89 ГГц. Данные обрабатываются с использованием алгоритма концентрации ASI. Рассчитывается среднесуточное значение, которое даёт данные о сплочённости морского льда при пространственном разрешении 1 км.
Массив датчиков AMSR-2 также измеряет другие критические переменные окружающей среды, такие как глобальные осадки, скорость океанского ветра, содержание водяного пара и яркостную температуру, наряду с концентрацией морского дна. Такая интеграция обеспечивает надёжную основу для понимания динамичных ледовых условий Арктики и реагирования на них, что имеет последствия для безопасного судоходства, экономичных маршрутов и мониторинга климата.
Аналитический этап методики включает в себя сложный процесс прогнозного анализа динамики арктических ледовых полей. Наряду с другими моделями, один из подходов подразумевает использование вероятностного глубокого обучения на примере IceNet, которое продемонстрировало многообещающие результаты в расширении диапазона точности прогнозов морского льда, особенно для сезонных прогнозов летнего морского дна. Эта модель подчёркивает потенциал машинного обучения в повышении точности прогнозирования по сравнению с традиционными динамическими моделями.
Карты маршрутов составляются на основе детального анализа спутниковых данных, которые обрабатываются для определения наименее покрытых льдом путей. Получается не статическая карта, а динамическая, обновляемая с использованием последних спутниковых снимков, отражающих текущее состояние льда.
Объединяя научные исследования океанических процессов с практическими соображениями судоходства, данная методика представляет собой новый подход к арктической навигации, предоставляя действенные визуализированные данные с помощью карт, показывающих чистые и безопасные водные коридоры.
С.И. Кренц
исполнительный директор, начальник Департамента
Национальной Безопасности
Института Военно-Гуманитарных Технологий
директор Центра Арктических исследований и проектов
Президентской Академии (РАНХиГС)
старший преподаватель кафедры Безопасности
факультета Безопасности и Таможни РАНХиГС Санкт-Петербург
А.В. Митько
Президент Арктической общественной академии
кандидат технических наук, доцент кафедры Безопасности
факультета Безопасности и Таможни РАНХиГС Санкт-Петербург
