Наблюдение за окружающей средой – очень важный вид деятельности, помогающий предотвратить многие беды. Учёные из Боннского университета придумали способ, каким образом можно постоянно мониторить уровень воды в реках, не используя для этого неточные или слишком дорогие технологии.

Борьба с природой

В последние годы всё чаще стали проявляться последствия глобального потепления: обычные дожди превращаются в затяжные ливни, а выпавшие осадки становятся причиной серьёзных последствий для населения и инфраструктуры. Многие страны уже ощутили на себе силу природных катаклизмов и понесли серьёзные убытки и в частных хозяйствах, и в муниципальной собственности. К сожалению, поделать здесь уже ничего нельзя, ситуацию исправить попросту не получится. Согласно некоторым прогнозам, погодные условия в ближайшем будущем станут ещё более экстремальными, чему немало поспособствовал сам человек. Теперь только и остаётся, что приспособиться и постараться свести наносимый природой ущерб к минимуму. В частности, в этом должны оказать большую помощь системы фиксации уровня воды в реках и озёрах. Благодаря им можно следить за состоянием водных ресурсов и предпринять соответствующие шаги, если ситуация станет ухудшаться.

Правда, здесь всё оказалось не так просто. Текущие системы мониторинга имеют целый ряд недостатков, которые не позволяют использовать их массово, устанавливая на всех сколько-нибудь критических участках. С одних сложно считывать данные дистанционно, другие недостаточно надёжные и выходят из строя во время наводнений, третьи не могут измерять уровень воды постоянно, а четвёртые, хоть и лишены многих недостатков, но при этом чрезвычайно дороги. Исследователи из Боннского университета постарались разработать более дешёвую систему мониторинга, более эффективную и с лучшим функционалом.

Мониторинг уровня воды

Вместо того чтобы изобретать что-то невообразимо сложное, они решили работать с уже существующими системами, используя их не совсем обычным способом. Речь идёт о системах спутникового позиционирования GPS и GLONASS. Они работают за счёт сигналов, посылаемых спутниками к поверхности Земли, используя радиосигналы для точного определения координат. Учёные рассудили, что этим сигналам можно найти и другое, «непротокольное» применение.

Разработанное ими устройство состоит из двух GPS-приёмников. Один работает в обычном режиме и получает сигнал со спутников, другой выполнен в виде параболической антенны и предназначен для улавливания сигнала с обратной стороны, то есть отражённый от поверхности воды. Устройство принимает оба, а потом анализирует их и определяет разницу между ними. Суть же лежит в структуре радиосигнала: это не просто направленная электромагнитная волна, он содержит отметки времени, которое отсчитывается точнейшими атомными часами. Сопоставляя их и анализируя собственное положение, монитор может определить уровень воды с точностью до 1,5 сантиметра.

Само устройство чрезвычайно дешёвое. Оно построено на базе компактного модуля Raspberry Pi и GPS-приёмника, что делает его цену наиболее приемлемой по сравнению с любыми аналогами. Монитор устанавливается где-нибудь за пределами воды, чтобы его не заливало во время паводка, а его питание обеспечивает солнечная батарея в паре с аккумулятором. Стоит оно 156 долларов. Текущий прототип уже долгие месяцы тестируется в реальных условиях: его просто установили возле реки и забыли о нём. К нему не нужно ходить, снимать показания, менять батарею или спасать от воды. Конечно, есть и недостаток. На текущий момент монитор может работать только на реках с шириной не менее 40 метров, в противном случае антенна будет принимать сигнал, отражённый от берегов. По мнению учёных, они смогут преодолеть этот предел, усовершенствовав платформу Raspberry Pi и алгоритмы анализа данных.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!