Sekmīgi noslēdzies LZP projekts “Radio lokācijas, balstīta uz radioviļņu izkliedes efektu, metodes pielietojums kosmosa objektu detektēšanai”

2021. gada 29. decembris

Ventspils Augstskolas Inženierzinātņu institūta “Ventspils Starptautiskais radio astronomijas centrs (VeA VSRC)” realizētais Latvijas Zinātnes Padomes granta projekts “Radio lokācijas, balstīta uz radioviļņu izkliedes efektu, metodes pielietojums kosmosa objektu detektēšanai” („The application of the forward scatter radar method for the detection of space objects”) ir noslēdzies 2021. gada 31. decembrī. Projekta mērķis bija izstrādāt metodiku, kas, apvienojot radioviļņu izkliedes efektu ar radara VLBI tehnoloģiju, spētu detektēt Zemei tuvojušos asteorīdus, komētas un kosmiskās atlūzas tuvajā Zemes telpā.

Minētās metodes pamatā ir pielietots efekts, kas rodas, ja spilgts debess ķermenis apgaismo pētāmo ķermeni, līdz ar to enerģija tiek izkliedēta pa redzes līniju uz priekšu, tādejādi ievērojami pieaugot, salīdzinot ar atstaroto enerģiju.

Izstrādātās metodikas apraksts:



Attēls Nr.1. Radioviļņu izkliedes efekta attēlojums. Novērojamais objekts atrodas starp raidītāju un uztvērēju un paaugstinātās intensitātes signāls tiek izkliedēts objekta ēnas virzienā. Izkliedes efekts kļūst redzams, ja objekta izmēri L ir lielāki par novērojumā izmantoto viļņa garumu λ.

Radioviļņu izkliedes efekta (FSR) metode ir bistatiska un tās pamatā ir fenomens - novērojumā objekta bistātiskā radara šķērsgriezums ievērojami palielinās laika momentā, kad raidītais signāls tiek izkliedēts uz priekšu pa redzes līniju.


FSR metodes galvenās iezīmes:

● Enerģija, kas tiek izkliedēta pa redzes līniju uz priekšu ir trīs reizes lielāka kā atstarotā energija.

● FSR barjeras zona ir ļoti šaura (daži grādi), līdz ar to metode var tikt pielietota “raidītājs-uztvērējs” trajektorijas tuvumā. 

● FSR metodes pielietojumā radītais novērojamā objekta ēnas lauks nav atkarīgs no objekta formas un materiāla, bet to nosaka tikai objekta ēnas kontūra. Ņemot vērā šo secinājumu, metodi var pielietot, lai atklātu grūti nosakāmus objektus, piemēram, kas uzbūvēti, izmantojot "Stealth" tehnoloģiju, vai arī, piemēram, asteroīdus ar mazu atstarošanas koeficientu.


Projekta īstenošanas laikā veiktās aktivitātes:


Kā viena no projekta aktivitātēm bija organizēt un veikt augstas precizitātes mērījumus ar Irbenes radio teleskopa kompleksa radiointerferometru (VLBI), kā raidītājus izmantojot GPS, Galileo un GLONASS navigācijas kosmosa satelītu (NSS) signālus. 

Kā viens no projekta apakšmērkiem bija ekperimentāli pierādīt FSR metodes veiksmīgu pielietojumu kosmosa objektu detektēšanā, tādēļ 2021. gadā tika veiktas vairākas novērojumu sesijas, izmantojot VeA VSRC Irbenes radio teleskopa kompleksu gan vienas antennas režīmā, gan interferometra režīmā, pielietojot abas Irbenes antenas RT-32 un RT-16. Interferometra kalibrēšanā tika izmantoti GPS NSS raidītie signāli.


Attēls Nr.2. Projekta laikā organizētajos novērojumos navigācijas satelīti, kas atrodas Zemes tuvajā telpā, tika izmantoti kā raidītāji, bet Irbenes radio telekskopa kompleksa antenas RT-32 un RT-16 tika izmantotas kā uztvērēji. Novērojumi tika organizēti gan vienas antenas režīmā, gan interferometra režīmā. Novērojumos tika izmantoti 1.6 GHz frekvenču joslas uztvērēji. 

Novērojumu sesijas laikā abas antenas uztvēra navigācijas satelītu raidītos signālus un tika konstatēts novērojamā objekta virzība pāri "raidītājs-uztvērējs" trajektorijai. Novērojumu sesijās tika novērotas vairāk kā divdesmit kosmiskās atlūzas un satelīti, kuru orbītas slīpums jeb inklinācija ir maza. Organizētajās novērojumu sesijās vairāk kā 50% gadījumos tika sekmīgi iegūts izkliedētais signāls un projekta īstenošanas laikā tika detektēti objekti gan ar dažādu ģeometrisko laukumu, gan dažādos attālumos no Zemes, gan dažādos leņķiskos attālumos no detektēšanas līnijas.


Attēls Nr.3. Novērojumu datu apstrādes rezultātā iegūtais interferometra signāla jaudas spektrs (atlūzas pārlidojuma brīdī). Novērojumā tika pielietota 1 sec integrācija, kā arī signāls tika secīgi nobīdīts 30 sekunžu intervālā. Attēlā var redzēt divus skaidri nodalāmus signālus - 1) signāls no navigācijas satelīta ar lēni mainīgu frekvenci konkrētā laika intervālā; 2) signāls no novērojamā objekta, kurš ātri šķērso FSR barjeras zonu un kura frekvence ir strauji mainīga konkrētā laika intervālā. 

Projekta īstenošanas laikā tika izstrādāta novērošanas metodika, pielietojot FSR metodi lidmašīnu detektēšanā. Raidītais signāls no NSS satelītiem tika izkliedēts no lidmašīnām un tika detektēts Irbenes kompleksa radioteleskopos. Novērojumu datos tika identificēti stiprāki signāli, pielietojot FSR metodiku lidmašīnu identificēšanā un tas varētu būt izskaidrojams ar lidmašīnu tuvo attālumu līdz novērošanas antenām. Spēcīgu signālu detektēšana atvieglo novērošanas procedūras verificēšanu un datu apstrādes metožu uzlabojumu veikšanu.


Novērojumā objekta kustības parametru un koordinātu precizitāti nosaka radio teleskopa kompleksa kalibrācijas precizitāte. Veicot Irbenes kompleksa interferometra kalibrāciju, izmantojot NSS signālu, tika iegūtas bāzes projekcijas un instrumentālās aiztures vērtības ar kļūdu, ko nosaka diskrētā aizture, kuru savukārt ierobežo raidītā satelīta signāla frekvenču joslas platums. Novērojumu sesiju rezultātu analīzē tika secināts, ka kalibrēšana, izmantojot dabiskos radio avotus NSS darbības frekvencē, nav efektīva lielo traucējumu dēļ 1.6GHz frekvenču joslā, līdz ar to parametru kalibrācija tika veikta citās frekvenčus. Iegūto rezultātu salīdzinājums ļāva novērtēt kalibrēšanas efektivitāti, izmantojot signālus no satelītiem, kas atrodas Zemes tuvajā telpā. Kalibrācija, izmantojot stiprus signālus ļauj izmantot interferometru ar mazāka diametra antenām.


Projekta īstenošanas laikā iegūtie rezultāti:


Projekta īstenošanas laikā izveidotā metode ļauj atklāt kosmosa objektus, neatkarīgi no tās formas, materiāla un starojuma intensitātes. Pielietojot FSR metodi, var ievērojami palielināt atklāšanas varbūtību tiem ķermeņiem, kas rada draudus Zemei, kā arī metode ļauj palielināt novērošanas distanci, kurā novērojuma ķermenis tiktu identificēts. 

Projekta īstenošanas laikā tika izstrādāta metodoloģija kosmosa atlūzu fragmentu detektēšanai, metodoloģijā iekļaujot nepieciešamo datu apstrādes metodiku un korelācijas analīzi spektrālajā domēnā. Nozīmīgs projekta rezultāts ir tehnisko prasību izveide radioteleskopa uztveršanas un datu reģistrācijas sistēmām, novērošanas metožu un datu apstrādes algoritmu izstrādē un to eksperimentālajā pārbaudē.


Projekta laikā iegūto rezultātu analīze ļāva izstrādāt ieteikumus, kā veikt optimālā novērošanas režīma izvēli dažādiem objektiem, kā arī ļāva izveidot metodiku kosmisko objektu detektēšanai ar radio lokāciju, balstītu uz radio viļņu izkliedes efektu. Papildus tika izstrādāti novērojumu datu apstrādes algoritmi, kā arī veikta to testēšana uz veikto novērojumu datiem. Sekmīgie novērojumu rezultāti apstiprina FSR metodikas daudzsološo pielietojuma potenciālu kosmosa draudu problēmātikas risināšanai.


Pētījums tiek realizēts Latvijas Zinātnes padomes Fundamentālo un lietišķo pētījumu projekta Nr. lzp-2020/2-0101 “Radio lokācijas, balstīta uz radioviļņu izkliedes efektu, metodes pielietojums kosmosa objektu detektēšanai" ietvaros.


Dalīties ar ziņu

Citi jaunumi

Autors Rota Rulle 2025. gada 12. decembris
2025.gadā Ventspils Augstskolā un Vidzemes Augstskolā tika uzsākta projekta “VeA un ViA doktorantūras granti” īstenošana, konkursa kārtībā piešķirot granta finansējumu promocijas darbu sekmīgai izstrādei diviem doktorantiem. Iepazīstinām ar granta saņēmēju Kristiānu Balodi!
Autors Rota Rulle 2025. gada 8. decembris
3. decembrī Ventspils Augstskolas bibliotēkā aizvadīta tikšanās ar izcilo tulkotāju Daci Meieri. Tikšanos un sarunu vadīja Astra Skrābane. Tulkošanas studiju fakultātes studentiem un docētājiem, kā arī citiem interesentiem bija iespēja uzzināt vairāk par Daces Meieres tulkoto Irenes Valjeho grāmatu “Papiruss. Pasaules vēsture grāmatās” un par tulkošanu kopumā. Astra Skrābane vadīja diskusiju, izmantojot īpašus atmiņas mezglus, kuri simbolizēja kādu sarunas tēmu, kā arī sasaistīja seno vēsturi ar mūsdienām. Irenes Valjeho “Papiruss” ir par pasaules vēstures saikni ar mūsdienām, par mūsu senču domu gājienu un uzskatu klātbūtni arī 21. gadsimta pasaulē. Tā mainās un attīstās, bet pagātne tomēr ietekmē mūs vairāk nekā varētu šķist. “Grāmata ir atmiņas un iztēles paplašinājums,” Astra Skrābane citē rakstnieku Borhesu. Sarunas laikā Dace Meiere sniedza vērtīgas atziņas un padomus, piemēram, katrā valodā izpratne par pasauli ir citāda, jebkurai tulkotai grāmatai bez acīmredzamā autora ir arī otrs autors – tulkotājs. Dace Meiere arī aicināja mācīties vairāk valodu, – kaut mazliet, jo zināšanas vienmēr noderēs. Tulkotāja slavēja gan grāmatas autores Irenes Valjeho īpatnējo izbrīnu par pasauli, gan izcilo redaktoru Arturu Hansonu, kurš palīdzēja pareizi pārtulkot grāmatā iekļautos pārstāstītos citātus no citām valodām. “Galvenais darbarīks ir latviešu valoda, un tā ir jākopj un jāpilnveido,” uzsvēra tulkotāja, aicinot studentus ne tikai tulkot, bet arī lasīt grāmatas labā un bagātā latviešu valodā. Dace Meiere norādīja, ka Ventspils ir ideāla vieta tulkošanai un, ja tulkošanas laikā gadās (un tā notiek nereti) piedzīvot grūtus brīžus, ir jādodas pastaigā. Foto: Ventspils bibliotēka Informāciju sagatavoja 3TVT studente Sanija Zundovska un 2TVT studente Sindija Plotniece.
Autors Rota Rulle 2025. gada 8. decembris
No 11. novembra līdz 15. novembrim Ventspils Augstskolas Elektronikas inženierijas 3. kursa studenti Rūdolfs Pakalns, Marta Dzelme un 1. kursa students Kristofers Jēkabs Rozevskis piedalījās universitāšu alianses “COLOURS” organizētajā hakatonā “Reinforcement Farming”, kas norisinājās Osijekas Universitātē Horvātijā, Elektrisko inženierzinātņu, datorzinātņu un informācijas tehnoloģiju fakultātē ( Faculty of Electrical Engineering, Computer Science and Information Technology Osijek , FERIT). Hakatona galvenais uzdevums bija, izmantojot “stimulētās mācīšanās” metodes, apmācīt mākslīgā intelekta aģentus kā spēles varoņus. Pēdējā dienā komandu izstrādātie MI varoņi savstarpēji sacentās pret citu komandu aģentiem. Tā kā Elektronikas inženierijas studiju programmā netiek iekļauti kursi, kuros padziļināti apgūst mākslīgā intelekta apmācīšanu, šis hakatons bija lieliska iespēja iegūt papildus zināšanas, kuras ir noderīgas strauji attīstošajā mākslīgā intelekta nozarē un palīdz izprast to, kā ikdienas darbu atvieglošanai bieži izmantotais MI darbojas. Rūdolfs atzīst, ka pirms dalības projektā viņam nebija īsti skaidra priekšstata par to, kā notiek mākslīgā intelekta apmācīšana, par to bija tikai dzirdēts, taču hakatona laikā, aktīvi darbojoties komandā un mēģinot risināt reālus uzdevumus, viņš ieguva pieredzi, kā MI tiek apmācīts, kā tas reaģē uz datiem un kā ar to strādāt praktiskās situācijās. Šī pieredze viņam devusi daudz vērtīgāku izpratni ar MI un, viņaprāt, ir ļoti noderīga prasme mūsdienu un nākotnes tehnoloģiju nozarē. Projekta ietvaros studenti apmeklēja arī pasākumu “ CoLab – Advanced Technologies for Smart Farming ” un Field Study , kas ietvēra ekskursiju lopkopības saimniecībā, kura aprīkota ar vairākām modernām robotikas iekārtām. Ferma aprīkota ar uzņēmuma LELY ražotu robotu, kurš pats sagatavo un nogādā barību līdz attiecīgajām govīm. Govju monitorēšanu veic viedās apkakles, kas nosaka govs ID numuru, priekšlaicīgi brīdina par veselības problēmām un slaukšanas statisktiku. Arī govju slaukšana ir pilnībā automatizēta ar struktūru, kas veic govju slaukšanu un aprūpi. Papildus šis pasākums nodrošināja izglītojošas lekcijas par jau eksistējošām robotikas un māklīgā intelekta sistēmām, kuras pielieto lauksaimniecības uzlabošanai, kā arī risinājumiem, pie kuriem pašlaik tiek strādāts. “Papildus pašam hakatonam bija ļoti interesanti, aprunāties ar vietējiem studentiem un uzzināt par viņu studiju programmām un to, kā viņi apgūst STEM zināšans un prasmes. Vietējie studenti bija ļoti pretīmnākoši un aizrautīgi iepazīstināja arī ar horvātu tradīcijām un vēsturi, sniedzot šim projektam arī kulturālu vērtību,” saka Marta. Kristofers Jēkabs Rozevskis uzsver, ka dalība hakatonā sniegusi būtisku pienesumu izpratnei par mākslīgā intelekta darbības principiem un praktisko pielietojumu. “Zināšanas šajā jomā ir ļoti būtiskas, lai izprastu, kā tiek, vismaz daļēji, radīts mākslīgais intelekts, ar kuru darbojamies ikdienā. Kaut arī iepriekš biju saskāries ar MI izstrādi un teorētiskajiem principiem, šajā projektā man kļuva daudz skaidrāki MI apmācības soļi, principi un tas, kā MI tiek mācīts veikt konkrētu darbību, kā arī kādas nianses var novest pie kļūdaina vai nevēlama rezultāta,” stāsta Kristofers. Projekta ietvaros studenti izmantoja stimulētās mācīšanās metodes, lai apmācītu aģentus darboties spēļu vidē, un praktiskā darba laikā īpaši spilgti atklājās MI apmācības jutīgums pret izvēlēto “apbalvojumu” struktūru. “Iestatot pārmērīgi lielu ‘apbalvojumu’ par kādu darbību, aģents mēdza pārāk uz to ‘ieciklēties’. Tas palīdzēja labāk saprast, kāpēc kāds MI mēdz kļūdīties – iespējams, tas ir vairāk apmācīts uz kāda teksta sintaksi nekā uz tā patiesumu vai otrādi,” skaidro Kristofers. Viņš piebilst, ka ir īpaši priecīgs par iespēju dalīties ar savām zināšanām un pieredzi par sev interesējošu tēmu gan ar kursabiedriem, gan citu valstu studentiem, stiprinot savstarpēju profesionālo un akadēmisko sadarbību. “Šī pieredze ir bijusi ļoti vērtīga un izglītojoša, paplašinot skatījumu uz viedo sistēmu pielietošanas iespējām dažādās nozarēs, tādēļ mēs noteikti izmantotu iespēju atkārtoti piedalīties “COLOURS” vai kādā citā projektā”, atzīst studenti.
Autors Rota Rulle 2025. gada 8. decembris
Ventspils Augstskolas Tulkošanas studiju fakultātes pētniece, asociētā profesore Silga Sviķe no 27. līdz 29. novembrim piedalījās Eiropas Terminoloģijas asociācijas (EAFT) samitā “Terminoloģijas plānošana Eiropā”. Pasākums šogad tika organizēts jau 12. reizi un notika Insbrukas Universitātē, Austrijā. Pasākumā notika vairākas paneļdiskusijas par terminoloģiju izglītības ieguves dažāda līmeņa posmos, par daudzvalodības īstenošanu un to, kā tas ietekmē terminoloģiju. Programmā bija iekļautas arī vairākas citas svarīgas tēmas, piemēram, kā nodrošināt kvalitatīvu terminoloģiju mākslīgā intelekta rīkos un kā no rīkiem izgūt informāciju ar korektu terminoloģiju. Pasākuma paneļdiskusijās terminologi debatēja par jaunvārdu veidošanu un terminoloģijas lomu daudzvalodu sabiedrībā. Galvenā atziņa no dalības samitā – terminoloģijas plānošana nav tikai lingvistisks jautājums – tā skar politiku, izglītību, informācijas un komunikācijas tehnoloģijas un kultūru, tāpēc terminoloģija ir nozīmīga un būtiska visai sabiedrībai. Īpaši nozīmīga ir terminoloģijas mācīšana un mācīšanās mākslīgā intelekta lielās popularitātes laikā. Samitā tika atklāts terminoloģijas rokasgrāmatas “ Handbook of Terminology ” 4. sējums “ Terminology planning in Europe ” (Terminoloģijas plānošana Eiropā), kas ir aktuāls un nozīmīgs resurss terminoloģijas interesentiem. Sagatavoja: TSF pētniece, asoc. prof. Silga Sviķe
Autors Rota Rulle 2025. gada 6. decembris
Studiju programmas “Tulkošana un valodu tehnoloģija” 4. kursa studentei Robertai Šarlotei Andersonei novembra sākumā bija lieliska iespēja kopā ar savas prakses vietas lokalizācijas komandu apmeklēt konferenci DeepL Dialogues Berlīnē. Konferences galvenā tēma bija par to, ko nozīmē būt future fluent jeb gataviem nākotnei un kā ar mākslīgā intelekta (MI) palīdzību atklāt un pilnībā izmantot cilvēka potenciālu. Uzstājās gan DeepL dibinātājs un izpilddirektors Jareks Kutilovskis ( Jarek Kutylowski ), gan citi DeepL izstrādātāji un klienti, kas dalījās ar uzņēmuma nākotnes mērķiem saistībā ar MI, jaunām idejām un savu pieredzi. Tāpat tika demonstrēti jaunākie rīki, piemēram, MI aģents, rīks mutvārdu tulkošanai reāllaikā un rīks, kas palīdz nodrošināt vienotu tulkojumu stilu un kvalitāti. Šarlote stāsta: “ DeepL konference bija ļoti aizraujoša un iedvesmojoša pieredze. Uzzināju daudz jauna par funkcijām, kas drīzumā tiks ieviestas, un par projektiem, kas vēl ir izstrādes procesā. Mani īpaši pārsteidza, cik ļoti DeepL ir attīstījies, jo kā studente es to līdz šim pazinu tikai kā vienkāršu mašīntulkošanas rīku un pat nenojautu par visām citām funkcijām un biznesa rīkiem. Bija ļoti iedvesmojoši klausīties, kā DeepL plāno attīstīties kopā ar mākslīgo intelektu, un šī pieredze ne tikai paplašina zināšanas par tulkošanas tehnoloģijām, bet arī liek aizdomāties par to, kā MI maina veidu, kā mēs strādājam.” “Galvenā atziņa, ko guvu, ir tā, ka MI nekur nepazudīs – tas ir šeit uz palikšanu, un svarīgi ir iemācīties sadarboties ar to, lai tas mūs nevis aizstātu, bet gan palīdzētu stiprināt to, kas mums padodas vislabāk. Man tiešām liels prieks, ka varēju piedalīties šādā pasākumā,” norāda Šarlote. 
Autors Rota Rulle 2025. gada 6. decembris
19. novembrī Ventspils Olimpiskā Centra basketbola hallē norisinājās volejbola turnīrs. Jau no 1. oktobra Studentu padome aktīvi nodrošina studentiem bezmaksas pieeju dažādām sporta aktivitātēm, kā peldēšana, basketbola un volejbola treniņi. Dalībnieki reģistrējās iepriekš norādītā anketā, tad pēc nejaušības principa dalībnieki tika sadalīti komandās. Turnīram pieteikušies bija 24 dalībnieki, kas veidoja 4 pilnas komandas. Izveidotās komandas bija vienlīdzīgas, šādi nodrošinot maksimāli godīgu turnīru. Ventspils Augstskolas Studentu padomes sporta koordinators, turnīra organizators un tiesnesis Hardijs Fabriciuss ir ļoti pateicīgs dalībniekiem par iesaisti un degsmi piedalīties. Liels paldies "Redbull", "Užavas alus" un Studentu padomei par atbalstu un balvu nodrošināšanu.
Citas ziņas