Геофизические исследования: статья

ИТ-ИНФРАСТРУКТУРА СЕТИ ГЕОМАГНИТНЫХ ОБСЕРВАТОРИЙ
И.М. АЛЁШИН1,2
С.Д. ИВАНОВ1
В.Н. КОРЯГИН1
И.В. МАТВЕЕВ1
Ф.В. ПЕРЕДЕРИН1
А.А. СОЛОВЬЁВ2,1
К.И. ХОЛОДКОВ1
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Геофизический центр РАН
Журнал: Геофизические исследования
Том: 21
Номер: 3
Год: 2020
Страницы: 50-65
УДК: 550.380+550.8.04+550.8.028
DOI: 10.21455/gr2020.3-4
Полный текст статьи
Ключевые слова: INTERMAGNET, односекундная регистрация, оперативная передача данных, SeedLink, MQTT, геомагнитная обсерватория
Аннотация: Цель представляемых исследований - разработка современной информационной инфраструктуры региональной (или сегмента глобальной) сети геомагнитных обсерваторий, позволяющей максимально автоматизировать сбор, хранение и распространение данных измерений, включая их передачу в режиме реального времени. Обсуждается решение ряда задач, необходимых для реализации такой системы. В частности, рассмотрены некоторые технические аспекты создания системы сбора геомагнитных данных, такие как точность установки временных меток, выбор протокола оперативной передачи измерений, в том числе в режиме реального времени. Приводится подробное описание протокола SeedLink и его сопоставление с протоколом MQTT . Рассмотрена реализация инфраструктуры оперативного сбора результатов геомагнитных измерений на базе протокола SeedLink . Кратко описана структура Центра агрегации данных и рассмотрен действующий макет геомагнитной обсерватории с измерительным оборудованием FGE и POS -1, модулем АЦП Сейсар-5 и регистратором на базе одноплатного компьютера.
Список литературы: Алёшин И.М., Бургучев С.С., Передерин Ф.В., Холодков К.И. Универсальная портативная система сбора геофизических данных // Наука и технологические разработки. 2016. Т. 95, № 4. С.31-34.

Алёшин И.М., Васильев А.Е., Холодков К.И., Передерин Ф.В. Использование технологий виртуальных частных сетей для организации оперативных систем геофизических наблюдений // Сейсмические приборы. 2014. Т. 50, № 1. С.63-69.

Алёшин И.М., Гетманов В.Г., Груднев А.А., Добровольский М.Н., Иванов С.Д., Корягин В.Н., Красноперов Р.И., Кудин Д.В., Передерин Ф.В., Соловьёв А.А. Компактное энергоэффективное устройство сбора и оперативной передачи геомагнитных данных // Научное приборостроение. 2018. Т. 28, № 3. С.5-13.

Матвеев И.В., Матвеева Н.В. Портативный сейсмический регистратор “Сейсар-5” с очень низким энергопотреблением для автономной работы в сложных климатических условиях // Наука и технологические разработки. 2017. Т. 96, № 3. С.33-40. DOI: 10.21455/std2017.3-3

Передерин Ф.В., Алёшин И.М., Иванов С.Д., Михайлов П.С., Погорелов В.В., Холодков К.И. Портативный комплекс регистрации сигналов ГНСС с высокой частотой опроса: полевые испытания и перспективы применения // Наука и технологические разработки. 2018. Т. 97, № 4. С.28-40. [Тематический выпуск “Технологии исследования гравитационного поля Земли и повышения точности координатного обеспечения геофизических исследований”]. DOI: 10.21455/std2018.4-2

Передерин Ф.В., Алёшин И.М., Холодков К.И., Бургучев С.С., Соловьёв А.А. Программная реализация удалённого управления процессами регистрации и оперативной передачи геомагнитных измерений // Сейсмические приборы. 2016. Т. 52, № 4. С.76-82. DOI: 10.21455/si2016.4-6

Соловьёв А.А., Лукьянова Р.Ю., Добровольский М.Н., Сидоров Р.В., Краснопёров Р.И., Кудин Д.В., Груднев А.А. Сбор и систематизация информации для базы данных об экстремальных геомагнитных природных явлениях // Исследования по геоинформатике. 2017. Т. 5. С.BS5003. DOI: 10.2205/2017BS044

Aleshin I.M., Burguchev S.S., Kholodkov K.I., Perederin F.V., Soloviev A.A. Software for realtime acquisition of geomagnetic data and station management // Russ. J. Earth. Sci. 2016. V. 16. ES5004. DOI: 10.2205/2016ES000582

Bracke S., Gonsette A., Rasson J., Poncelet A., Hendrickx O. Automated observatory in Antarctica: real-time data transfer on constrained networks in practice // Geoscientific Instrumentation. Methods and Data Systems. 2017. V. 6, N 2. P.285-292. DOI: 10.5194/gi-6-285-2017

Chulliat A., Savary J., Telali K., Lalanne X. Acquisition of 1-second data in IPGP magnetic observatories // Proceedings of the XIIIth IAGA Workshop on Geomagnetic Observatory Instruments, Data Acquisition and Processing: U.S. Geological Survey Open-File Report 2009-1226. 2009. P.54-59. DOI: 10.3133/ofr20091226

Csontos A., Hegymegi L., Heilig B. Temperature tests on modern magnetometers // Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc. 2007. V. 99. P.171-177.

Fluxgate magnetometer. Manual. Technical University of Denmark. 2014. Rev. 01/4-2014.

INTERMAGNET Technical Reference Manual v4.6 ed.: Benoît St-Louis. 2012.

Ivanov S.D., Aleshin I.M., Koryagin V.N., Perederin F.V., Kholodkov K. Geophysical Data Aggregation Center IPE RAS // CEUR Workshop Proceedings / Proceedings of the V International Conference Information Technologies in Earth Sciences and Applications for Geology, Mining and Economy (ITES&MP-2019). Moscow, October 14-18. 2019. V. 2527. P.47-51.

Love J.J. Magnetic monitoring of Earth and space // Physics Today. 2008. V. 61, N. 2. P.31.

Morschhauser A., Haseloff J., Bronkalla O., Müller-Brettschneider C., Matzka J. A low-power data acquisition system for geomagnetic observatories and variometer stations // Geoscientific Instrumentation. Methods and Data Systems. 2017. V. 6, N 2. P.345-352. DOI: 10.5194/gi-6-345-2017

Pedersen L.W., Merenyi L. The FGE Magnetometer and the INTERMAGNET 1 Second Standard // J. Ind. Geophys. Union. 2016. V. 2. P.30-36.

Peltier A., Chulliat A. On the feasibility of promptly producing quasi-definitive magnetic observatory data // Earth Planet. 2010. V. 62, N 2. P. e5-e8. DOI: 10.5047/eps.2010.02.002

Reda J., Neska M. The One Second data collection system in Polish geomagnetic observatories // The Journal of Indian Geophysical Union. 2016. V. 2. P.62-66.

Sapunov V., Denisov A., Denisova O., Saveliev D. Proton and Overhauser magnetometers metrology // Contributions to Geophysics & Geodesy. 2001. V. 31, N 1. P.119-124.

Turbitt C., St-Louis B., Rasson J., Matzka J., Stewart D., Lalanne X., Schwarz G., Shanahan T. INTERMAGNET Definitive One-second Data Standard // INTERMAGNET Technical Note TN6. 2014. V. 1. 7 p.