Специальность: 210601

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
___________________
Руководитель ООП
по специальности 210601
декан ЭФ проф. В.А. Шпенст
_______________________
Зав.кафедрой ЭС
проф. В.А. Шпенст
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ОСНОВЫ ГЕОРАДИОЛОКАЦИИ»
Специальность: 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы»
Специализация:
«Радиолокационные системы и комплексы»
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель
профессор В.А. Шпенст
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины является подготовка специалистов в области
основ теории подповерхностной радиолокации, принципов работы георадарных
систем.
Основными задачами изучения дисциплины являются: получение необходимых
знаний по физическим и теоретическим основам функционирования георадаров и
обработки сигналов в них.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к модулю дисциплин выбора профессионального цикла
С.3 основной образовательной программы подготовки специалистов 210601.
Для освоения этой учебной дисциплины требуется предварительная подготовка
по учебных дисциплинам «Устройства СВЧ и Антены» и «Электроника».
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций по специальности:
способность оценивать основные характеристики георадиолокационных систем
различного назначения (ПСК-1.2);
способностью проводить моделирование радиосистем и устройств различного
назначения (ПСК-1.5).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: физические основы георадиолокации, электрофизические свойства горных
пород,
особенности
отражения,
преломления,
дифракции
и
затухания
электромагнитных волн в реальных средах.
Уметь: проводить обработку георадиолокационных данных, коррекцию амплитуд
сигналов,
линейную
обработку
сигналов
(фильтрацию),
восстановление
местоположения и формы локальных объектов и определение скорости
распространения волн.
Владеть: способами использования георадиолокаторов применяемых в современных
радиоэлектронных комплексах.
2
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость учебной дисциплины составляет 4 зачётных единиц.
Вид учебной работы
Всего часов
Семестры
9
Всего
108
108
Аудиторные занятия: в том числе
68
68
Лекции
34
34
Практические занятия (ПЗ), в том числе в
17
17
17
17
20
20
20
20
Экзамен
Экзамен
интерактивной форме:
Лабораторные работы
Самостоятельная работа: в том числе
Курсовой проект
Другие виды самостоятельной работы
Подготовка
к
лекциям,
практическим,
лабораторным работам
Работа с литературой
Вид
промежуточной
аттестации
(зачёт,
экзамен)
Общая трудоёмкость
.
144 час.
4 зач. ед
3
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1
Наименование
раздела дисциплины
Физические основы
георадиолокации
Содержание раздела
Георадиолокация и сейсморазведка - волновые методы
геофизики. Электрофизические свойства горных пород
Отражение, преломление, дифракция и затухание
электромагнитных волн в реальных средах. Сверточная
модель трассы, понятие частотной характеристики.
Среды и частотного спектра сигналов. Круг задач,
решаемых с помощью георадара. Геологические,
инженерно-геологические и гидрогеологические задачи.
Поиск локальных объектов, обследование инженерных
сооружений, нарушение штатной ситуации
2
Аппаратура
георадиолокации
Типы георадаров, их характеристики. Принципы работы
георадарных установок
3
Обработка георадиолокационных данных
Ввод-вывод данных. Формат записи. Просмотр и
редактирование данных. Коррекция амплитуд. Линейная
обработка
сигналов
(фильтрация).Повышение
разрешающей
способности
(деконволюция).
Восстановление местоположения и формы локальных
объектов
(миграция).Определение
скорости
распространения волн. Ввод статических поправок.
Преобразование
Гильберта
(огибающая,
фаза,
частота).Пикирование границ и объектов. Примерные
последовательности обработки при решении некоторых
задач. Определение поглощающих свойств разреза.
4
Методика
Глубинность георадарных исследований. Разрешающая
георадиолокационных способность и детальность георадарных исследований.
работ
Наблюдения на постоянной и переменной базах.
Проектирование методики наблюдений. Волновая
картина и способы ее изображения, оси синфазности,
годографы. Математическое моделирование
радарограмм
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№ Наименование
п/п обеспечиваемой
(последующей) дисциплины
1.
2.
3.
Электроника
Основы теории цепей
Устройства СВЧ и антенны
Номера
разделов
данной
дисциплины,
необходимых для изучения обеспечиваемой
(последующей) дисциплины
1
2
3
4
+
+
+
+
+
+
+
4
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Наименование раздела
дисциплины
Физические основы
георадиолокации
Аппаратура георадиолокации
Обработка георадиолокационных данных
Методика
георадиолокационных работ
Всего
Лекц.
Практ. Лабор.
зан.
работы
20
СРС*
Всего
час.
10
30
6
4
10
20
6
13
10
29
17
10
29
17
40
108
2
34
17
Примечание: СРС – самостоятельная работа студентов
6. Лабораторный практикум
№
п/п
1.
№ раздела
дисциплины
4
2.
Наименование лабораторных работ
Проектирование методики георадиолокационных
наблюдений
Использование георадаров для решения практических
задач. Проведение георадарных исследований
4
7. Практические занятия
№
п/п
№ раздела
дисциплины
1
2.
Подготовка георадаров к работе
2
3.
Ввод-вывод данных. Формат записи. Просмотр и
редактирование данных. Коррекция амплитуд.
Линейная обработка сигналов (фильтрация).
Определение скорости распространения волн. Ввод
статических поправок. Преобразование Гильберта
(огибающая, фаза, частота).Пикирование границ и
объектов.
Примерные
последовательности
обработки при решении некоторых задач.
Определение поглощающих свойств разреза.
3
3.
Тематика практических занятий (семинаров)
Трудоемкость
(час.)
4
6
7
8. Примерная тематика курсовых проектов.
Выполнение курсового проекта не предусмотрено
5
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
ЛИТЕРАТУРА
9.1. Основная литература:
1. Финкельштейн М.И., Мендельсон В.А., Кутев В.А. Радиолокация слоистых земных
покровов. М., Сов. Радио, 1977, 176 с.
2. Финкельштейн М.И., Кутев В.А., Золотарев В.П. Применение радиолокационного
подповерхностного зондирования в инженерной геологии. М., Недра, 1986, 128 с.
3. Финкельштейн М.И., Карпухин В.И., Кутев В. А., Метелкин В.Н.
Подповерхностная радиолокация. М., Радио и Связь, 1994, 216 с.
9.2. Дополнительная литература:
1. Зыков Ю.Д. Геофизические методы исследования криолитозоны. 1999, Изд-во
МГУ, с. 244.
2. Калинин А.В, Владов М.Л., Старовойтов А.В., Шалаева Н.В. Высокоразрешающие
волновые методы в современной геофизике. Разведка и охрана недр, 2002, № 1, с.
23-27.
3. Калинин А.В., Владов М.Л., Шалаева Н.В.
Оценка глубинности георадиолокационных исследований на основе
классической теории. Вестник МГУ, сер.Геология, № 3, 2003
4. Москва. Геология и город. Под ред. В.И. Осипова и О.П. Медведева,
М., 1997, с. 400.
9.3. Доступ к полнотекстовым базам данных из сети Интранет СПГГУ:
- БД JSTOR полнотекстовая база англоязычных научных журналов www.jstor.org
- Научная электронная библиотека www.eLibrary.ru (доступ к полным текстам ряда
научных журналов с 2007 по 2012 г. )
9.4. Электронные ресурсы других библиотек:
Национальные отечественные и зарубежные библиотеки
1.
Российская государственная библиотека http://www.rsl.ru
2.
Российская национальная библиотека http://www.nlr.ru
3.
Всероссийская государственная библиотека иностранной литературы
им. М.И.Рудомино http://www.libfl.ru
4.
Библиотека Академии Наук http://www.rasl.ru
5.
Библиотека РАН по естественным наукам http://www.benran.ru
6.
Государственная публичная научно-техническая библиотека http://www.gpntb.ru
7.
Государственная публичная научно-техническая библиотека Сибирского
отделения РАН http://www.spsl.nsc.ru/
8.
Центральная научная библиотека Дальневосточного отделения РАН
http://lib.febras.ru
9. Центральная научная библиотека Уральского отделения РАН http://www.uran.ru
10. Библиотека Конгресса http://www.loc.gov/index.html
11. Британская национальная библиотека http://www.bl.uk
12. Французская национальная библиотека http://www.bnf.fr
13. Немецкая национальная библиотека http://www.ddb.de
6
14. Библиотечная сеть учреждений науки и образования RUSLANet
http://www.ruslan.ru:8001/rus/rcls/resources
15. Центральная городская универсальная библиотека им. В.Маяковского
http://www.pl.spb.ru
16. Научная библиотека им. М.Горького Санкт-Петербургского Государственного
университета (СПбГУ) http://www.lib.pu.ru
Фундаментальная
библиотека
Санкт-Петербургского
Государственного
Политехнического университета (СПбГПУ) http://www.unilib.neva.ru/rus/lib/
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной
аудитории, снабженной мультимедийными средствами для презентаций лекций,
видеофайлов практических занятий и демонстрационных лабораторных работ.
Проведение лабораторных занятий требует наличия специализированных
классов с ПЭВМ и соответствующим ПО.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом
рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки специалиста 210601
«Радиоэлектронные системы и комплексы».
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Изучение дисциплины производится в тематической последовательности.
Студенты очной формы обучения работают в соответствии с временным режимом,
установленным учебным рабочим планом для данных форм обучения. Информация о
временном графике работ сообщается преподавателем на установочной лекции.
Преподаватель дает указания также по
организации самостоятельной работы
студентов, срокам сдачи контрольных работ, выполнения лабораторных работ и
проведения тестирования.
Методика и последовательность изучения дисциплины соответствуют перечню
содержания разделов дисциплины. Материал каждой темы насыщен математическими
соотношениями, физическая интерпретация которых зачастую достаточно сложна,
поэтому изучение материала требует серьезной, вдумчивой работы.
Изучать дисциплину рекомендуется по темам, предварительно ознакомившись с
содержанием каждой из них по программе учебной дисциплины. При первом чтении
следует стремиться к получению общего представления об изучаемых вопросах, а
также отметить трудные и неясные моменты. При повторном изучении темы
необходимо освоить все теоретические положения, математические зависимости и
выводы. Целесообразно систематизировать изучаемый материал, проводить обобщения
разнообразных фактов, сводить их в таблицы. Подобная методика облегчает
запоминание и уменьшает объем конспектируемого материала. До тех пор пока тот или
иной раздел не усвоен, переходить к изучению новых разделов не следует. Краткий
конспект курса будет полезен при повторении материала в период подготовки к
экзамену.
Профессор кафедры
электронных систем
НМСУ «Горный»,
В.А. Шпенст
7