Открытый урок. Конференция «Развитие средств связи»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Главное Управление Общего и Профессионального Образования

Администрации Иркутской области

Департамента образования города Братска

«Муниципальная Бюджетная общеобразовательная средняя школа №3»

Развитие средств связи.

Открытый урок.

Разработала Вибо Н.М.

Учитель физики, высшая квалификационная категория.

г. Братск

2012 г.

Конференция «Развитие средств связи».

Цель урока: научить учащихся выделять главное, делать выводы, применять полученные знания на практике

Задачи урока:

1. Научить учащихся самостоятельно работать с дополнительной литературой и Интернет ресурсами по заданной теме

2. Выработать у учащихся умение составлять и делать доклады, сообщения по заданной теме и оформлять информационные стенды.

3. Развивать у учащихся интерес к физике.

4. В нестандартной форме познакомить учащихся с видами связи их применением.

План проведения урока-конференции:

I Вступительное слово учителя

I I .Доклады учащихся класса

1. Распространение радиоволн.

2. Развитие средств связи.

3. Системы связи нового поколения.

4. Практическое применение средств связи

Ход урока

Вступительное слово учителя

Дорогие ребята, наш сегодняшний урок будет необычным и вести его будут ваши одноклассники.

В течении трех недель мы с вами работали над сообщениями, докладами, презентациями. Писали рассказы, сочиняли слоганы, стихи и частушки, оформляли газету. Сегодня на обобщающем уроке мы подведем итоги, заслушаем выступления, оценим результаты работы групп.

Позвольте представить вам сегодняшних докладчиков

Докладчик № 1

При использовании электромагнитных волн для радиосвязи как источник, так и приемник радиоволн чаще всего располагаются вблизи земной поверхности. Форма и физические свойства земной поверхности, а также состояние атмосферы сильно влияют на распространение радио волн.

Особенно существенное влияние на распространение радиоволн оказывают слои ионизированного газа в верхних частях атмосферы на высоте 100-300 км над поверхностью Земли .Эти слои называют ионосферой. Ионизация воздуха верхних слоев атмосферы вызывается электромагнитным излучением Солнца и потоком заряженных частиц, излучаемых им.

Проводящая электрический ток ионосфера отражает радиоволны с длиной волны более 10 м как обычная металлическая пластина. В зимнее и ночное время радио связь в диапазоне средних волн (100-10000м) более надежная.

Короткие волны (диапазон волн от 10-100м) распространяются на больших расстояниях за счет многократных отражений от ионосферы и поверхности Земли. Именно с помощью коротких волн можно осуществлять радио связь на любых расстояниях между радиостанциями на земле.

Ультракороткие радиоволны ( длиной менее 10м) проникают сквозь ионосферу и почти не огибают поверхность Земли. Поэтому они используются для радиосвязи между пунктами в пределах прямой видимости, а также для связи с космическими кораблями.

Успехи в области космической радиосвязи позволили создать новую систему связи, названную «Орбита» В этой системе используются ретрансляционные спутники связи. Спутники связи серии

«Молния» запускаются на сильно вытянутые орбиты. Период их обращения составляет около 12 ч.

Новые спутники связи серии « Радуга» запускаются на орбиту радиусом около 36000км. На этой орбите период обращения спутника равен 24 ч, и поэтому спутник все время находится над одной и той же точкой поверхности Земли. Телевидение охватывает почти все населенные пункты нашей страны. Совершенствуются и находят новое применение и такие сравнительно старые средства связи, как телеграф и фототелеграф.

Докладчик №2

Одним из новейших средств связи-являются спутниковые системы навигации :комплексные электронно -технические системы, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенного для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

Основные элементы спутниковой системы навигации:

• Орбитальная группировка, состоящая из нескольких (от 2 до 30) спутников, излучающих специальные радиосигналы;

• Наземная система управления и контроля, включающая блоки измерения текущего положения спутников и передачи на них полученной информации для корректировки информации об орбитах;

• Приемное клиентское оборудование( « спутниковых навигаторов»), используемое для определения координат,

• Опционально: информационная радиосистема для передачи пользователям поправок, позволяющих значительно повысить точность определения координат.

Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте( координаты которого необходимо получить )до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, который должен располагать любой спутниковый приемник до начала измерений. С помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.

В настоящее время работают или готовятся к развертыванию следующие системы спутниковой навигации:

NAVSTAR (GPS)-принадлежит министерству обороны США, ( что считается другими государствами ее главным недостатком), более известная под названием GPS. Единственная - полностью работающая спутниковая навигационная система.

ГЛОНАСС-находится на этапе развертывания спутниковой группировки. Принадлежит министерству обороны России. Обладает, преимуществами по сравнению с NAVSTAR, однако в настоящее время эти утверждения проверить невозможно в виду недостаточности спутниковой группировки и отсутствия доступности клиентского оборудования.

-должна состоять из 24 спутников, движущихся над поверхностью Земли в 3-х орбитальных плоскостях движущихся с наклонением 64,8 ,и высотой 19100км.

• Обе системы имеют двойное назначение -военное и гражданское, поэтому излучают два вила сигналов: один с пониженной точностью определения координат ( 100м) для гражданского применения и другой высокой точности ( 10 15 м и точнее)для военного применения.

• *Обе системы используют сигналы на основе так называемых «псевдошумовых последовательностей», применение которых придает им высокую помехозащищённость и надёжность при невысокой мощности излучения передатчиков.

Возможность определения:

• горизонтальных координат с точностью 50-70 м (вероятность 99,7%);

• вертикальных координат с точностью 70 м (вероятность 99,7%)

• составляющих вектора скорости с точностью 15 см/с (вероятность 99,7%);

• точного времени с точностью о,7 мкс (вероятность (99,7%).

28 мая 2007 года Президент РФ Владимир Путин подписал указ, согласно которому доступ к российской навигационной системе ГЛОНАСС будет предоставляться бесплатно и без ограничений как российским, так и иностранным потребителям.

Докладчик №3

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛАНАСС) должна обеспечивать установление точных координат на местности. Система позволяет определять местонахождение объектов с точностью до 1 метра на поверхности Земли и водной акватории. Возникает вопрос о том, что спецслужбы после появления в магазинах сотовых телефонов с встроенным модулем навигации ГЛОНАС-GPS получат техническую возможность определять местонахождение человека в любое время.

С технической точки зрения это станет возможным. Но это не нарушает права человека на частную жизнь Так как есть право выбора-покупать или не покупать такой телефон

Вице-премьер Алесксандр Иванов, выступая на заседании военно- промышленной комиссии при правительстве РФ отметил, что систему ГЛОНАСС следует считать «важнейшей государственной инфраструктурой».

Использование

• военное применение сигналов GPS позволяет улучшить контроль вооруженных сил посредством точного наведения оружия или армии на цель

• морская и авиационная навигация использует сигналы GPS, для определения координат самолетов, больших и малых судов (в странах Евросоюза запрещен выход в море кораблей и не имеющих навигаторы GPS).Это позволяет существенно сократить затраты, связанные с поисковыми работами, экономить время - ценнейший фактор при спасении людей.

• Персональная навигация. Имея, персональный навигатор, любой человек может использовать его для определения своего местоположения, как пройти или проехать к месту назначения, как отыскать конкретный объект или адрес. Персональной навигацией пользуются любители активного отдыха: рыболовы, охотники, туристы, велосипедисты, альпинисты.

• Слежение за любыми подвижными объектами. В настоящее время производятся специализированные миниатюрные GPS -навигаторы, которые можно прикреплять к ошейникам домашних животных, что дает возможность выяснить их местоположение в любой момент времени. Также GPS-навигаторы могут использоваться и для контроля за детьми. В Голландии навигаторы выдаются людям страдающим потерей памяти, которые, боятся выходит из дома, боятся потеряться. Наличие навигатора позволяет увеличить степень личной свободы пожилых людей.

• Системы мониторинга автотранспорта. Установленные на автомобилях GPS-навигаторы позволяют осуществлять мониторинг их передвижения, прокладывать оптимальный маршрут следования в целях экономии топлива, контроля за работой, водителей. С помощью такой системы можно контролировать перемещение грузов и всегда иметь информацию о том, как скоро ожидаемый груз доедет до точки назначения.

Докладчик № 4

Остановимся на этом подробнее.

Хитроумные устройства вступают в борьбу с несознательными водителями

Утренний час пик уже позади, и на улицах машин почти нет. Пред водителем метров пятьсот свободной дороги. Предельно допустимая скорость-50км/ч, сообщает водителю экран на приборной панели Вольво-В70.

Предельная скорость этой машины-195км/ч. Водитель начинает увеличивать скорость и в считанные секунды разгоняется до50км/ч потом до 60,потом до65км/ч. И тут водитель замечает, что под правой ногой у него происходит нечто странное. Педаль газа, вдруг ставшая тугой, толкает ногу водителя в обратном направлении. Он уже не может удерживать ногу внизу. Смысл этого сообщения очевиден:

Вы нарушаете скоростной режим! Сбавьте скорость!

Сейчас же!

На этой машине изучается эффективность интеллектуальных систем для борьбы с превышением скорости, называемых ISA, или «умные тормоза».

Водитель отпускает газ и тормозит. Когда скорость становиться мене 50км/ч, неестественная упругость педали сходит на нет. А ведь если не эта надоедливая педаль, могла бы произойти еще одна авария.

По данным Всемирной организации здравоохранения, на дорогах Европы гибнет более 125 тысяч человек в год. Ежегодно в результате ДТП около 2,4 миллиона европейцев получают травмы или становятся инвалидами. В среднем в день гибнет столько же человек, сколько может погибнуть в результате крушения крупного пассажирского авиалайнера.

В европейских странах разный уровень безопасности на дорогах. Так, в Австрии, Португалии Испании количество несчастных случаев с летальным исходом на миллион жителей в два раза выше, чем в самых безопасных Нидерландах, Швеции и Великобритании. В Латвии и Литве количество смертей в результате дорожных аварий выше в четыре раза. В России странах СНГ - намного больше, чем в любой стране ЕС

По данным Европейского совета безопасности транспорта, основные причины смерти на дорогах везде одни и те же: превышение скорости и алкоголь. Несмотря на многочисленные призывы к водителям не превышать скорость и введение во многих европейских странах жестких законов в отношении вождения в нетрезвом виде, число аварий не уменьшается. Возможно, ситуацию удастся исправить с помощью новых технологий предназначенных для водителей, которые не могут или не хотят изменить свои опасные привычки.

I «Умные тормоза»

Докладчик №5

Скорость является причиной трети серьезных аварий, в том числе с летальным исходом. В большинстве европейских стран максимальный предел допустимой скорости - не более 130км/ч, однако максимальная скорость новых автомобилей постоянно увеличивается: в среднем она достигает 223км/ч. Соблазн велик: почти 80% водителей нарушают скоростной режим. Сократить количество нарушений на дорогах призваны камеры наблюдения, радары и большие штрафы В самом деле, после того как в 2003 году во Франции на автострадах были установлены радары-ловушки, количество смертей сократилось вдвое. Но этого не достаточно.

В Европе разработана система ISA-та самая. Которая не позволила мне превысить скорость. «Умные тормоза» состоят из четырех компонентов. «Навигатор», навигационная спутниковая система (GSP),определяет местонахождения автомобиля при помощи спутника. В системе также имеется крошечная карта памяти с цифровой картой автодорог и информацией о пределах допустимых скоростей. Миниатюрный компьютер сопоставляет местоположение автомобиля и его скорость с картой. Экран показывает допустимую скорость на данном участке дороги и, если вы превышаете ее, компьютер подает визуальный или звуковой сигнал. Наконец, автомобиль оборудован механическим устройством, соединенным с педалью газа. При превышении скорости включается усиленное давление снизу вверх на педаль.

Эта система может быть « информирующей», то есть просто давать рекомендации, «вспомогательной», позволяющей водителю игнорировать предупреждения, именно такую систему испытывали в Брюсселе, либо «вмешивающейся», исключающей возможность превышения скорости. Чем большей помехой является система ISA,тем больше от нее пользы, считают эксперты. Британские ученые подсчитали, что «вмешивающаяся» система способна сократить количество автокатастроф со смертельным исходом на треть и почти в два раза эффективнее « вспомогательной» системы

Внедрению ISA препятствует отсутствие точных «скоростных карт». На данный момент такие карты полностью составлены только в Швеции и Финляндии. В соответствии с новыми законами власти обязаны регулярно обновлять центральную базу данных. В Швеции в качестве первого шага системы ISA устанавливаются на всех транспортных средствах, находящихся в ведении Национального дорожного управления.

Испытания, проведенные по всей Европе, свидетельствуют о том, что три водителя из четырех не отказались бы от такой системы. Систему одобрили даже в Бельгии, печально известной своими недисциплинированными водителями. Автовладельцы были очень обрадованы уменьшением количества штрафов за превышение скорости

II Кнут и пряник

Докладчик №6

Когда 21-летний ирландский медработник решил застраховать свой автомобиль, ему предложили ставку в 3500-40000 евро .В Ирландии застраховать автомобиль за разумную сумму молодому человеку практически невозможно. И это неудивительно: отсутствие опыта и нарушение скоростного режима молодыми водителями приводит к тому, что они становятся главными фигурантами в большей части автомобильных аварий. Отсюда и высокая стоимость страховки.

Решить данную проблему удается с помощью системы Traksure. Используя ту же технологию, что и ISA, прибор устанавливает связь со спутником GPS и отслеживает скорость и местонахождение автомобиля. Информация передается в соответствующую страховую компанию. Водители, не нарушающие правила, могут за три года сэкономить до 40% стоимости страховки.

С системой Traksure могут предложить застраховать автомобиль за 1700 евро. Через три года стоимость страховки снизиться до 750 евро. Благодаря этой системе в Ирландии три тысячи молодых водителей установивших Traksure стали аккуратными водителями.

В Дании 2006 году, одна из крупных страховых компаний и Датское агентство безопасности дорожного движения и транспорта приступили к проведению трехлетнего эксперимента с участием водителей в возрасте от 18 до 28 лет.

Бортовой прибор (OBU) с помощью ISA- технологии передает информацию поведении водителя на центральную базу данных. В ходе проведенного ранее эксперимента, в котором участвовало 24 водителя, в случае превышения скорости на 5 км/ч они получали словесное предупреждение. В последующих экспериментах, если водитель не снижал скорость в течение шести секунд, он терял «очки». Если водитель не нарушал скоростного режима и обращал внимание на предупреждения, он зарабатывал 30%-ное снижение страхового сбора.

Результаты первых экспериментов обнадеживают. Благодаря политике кнута и пряника скорость удалось снизить на 5-6км/ч, что соответствует 25% -ному снижению риска несчастных случаев.

В Нидерландах аналогичная система предлагается водителям машин взятых напрокат. Если они не нарушали скоростного режима, то им полагается вознаграждение, например бесплатные курсы кулинарии или бесплатные поездки ,.

III Проверка на трезвость.

Докладчик №7

Алкогольное опьянение является причиной каждой четвертой смерти на дорогах Европы. Эксперты подсчитали, что соблюдение рекомендованной в ЕС нормы, в соответствии с которой количество алкоголя в крови водителя не должно превышать 0,5 мг/мл, и введение более серьезных взысканий могло бы спасти множество жизней. Еще более низкий допустимый уровень алкоголя в крови для начинающих водителей спас бы еще больше людей.

Однако проверки на алкогольное опьянение проводятся наугад. Часто тесты делают уже после аварии, когда ничего нельзя изменить.

Шведские изобретатели попытались исправить это упущение, разработав систему, известную под названием «Алколок». Это встроенное устройство требует, чтобы водитель пошел проверку.» на трезвость»,прежде чем завести машину. Если водитель не проходит проверку, устройство блокирует си тему зажигания.

Чтобы исключить возможность обмана, например, когда вместо водителя тест проходит его трезвый приятель, тест повторяется не сколько раз во время поездки. Для обмана системы потребовалось бы присутствие трезвого сообщника на протяжении всей поездки. Закачивание воздуха насосом тоже не поможет, В некоторых моделях одновременно с выдохом необходимо издать голосом какой-нибудь звук, в других- после выдоха нужно сделать вдох.( Насос не способен сделать ни того не другого),

В Бельгии, Франции, Финляндии Швеции и Великобритании экспериментальные образцы «Алколока» уже устанавливаются на транспортных средствах потенциальных правонарушителей

В Германии, Норвегии и Испании проведены испытания системы на грузовиках и автобусах.

В Швеции около 6000 грузовых автомобилей оснащены алкогольной блокировкой, а не которые производители автомобилей ( «Сааб», « Вольво» и « Тайота») устанавливают их на новых грузовиках по желанию заказчика.

«Третаб транспорт АБ»,шведская компания, занимающаяся транспортными перевозками, чуть не распрощалась с одним важным клиентом, после того как выяснилось, что ее водитель, перевозивший легковоспламеняющуюся краску, был нетрезв. Фирма была вынуждена установить систему на большегрузных автомобилях, употребление спиртных напитков прекратилось.

Шведское правительство планирует сделать эту систему обязательной для новых автобусов и грузовиков к 2010 году, а для легковых автомобилей -к 2012 году.

По мнению экспертов, установка системы «Алколок» во всех машинах могла сократить количество аварий со смертельным исходом по крайней мере на 50%.

IV. Всевидящее око.

Докладчик №7

За окном темным-темно, а вы едете по незнакомой неосвещенной загородной дороге - идеальные условия для ДТП. Но вы совершенно спокойны. Дорога просматривается на 500 метров вперед, и вы успеете затормозить, если, скажем, на дорогу выйдет пьяный человек или из леса выскочит олень.

Дело в том, что ваша машина снабжена системой ночного видения, которая позволяет видеть в темноте, и чувствительна к температуре тела людей и животных. На передней части транспортного средства или за зеркалом заднего вида устанавливается оборудованная линзами камера, которая обеспечивает широкий угол обзора-до 360 градусов, что позволяет видеть не только саму дорогу, но и обочину. С камеры вид проецируется на экран, установленный перед водителем. Система считывает скорее температуру, чем свет, поэтому встречные машины не ослепляют всевидящее око камеры.

При вождении ночью риск, в два-три раза, выше днем. Около половины всех ДТП со смертельным исходом происходит ночью или при плохой видимости. Для пешеходов с наступлением темноты вероятность гибели на проезжей части возрастает в четыре раза. Множества смертей и увечий можно было бы избежать, если бы обзор у водителей не ограничивался небольшим участком дороги, освещенными фарами, Системы ночного видения решают эту проблему.

Технологии ночного видения существуют уже не одно десятилетие, но использовалась она в основном в военных целях. Теперь нужно сделать ее доступной для всех водителей. Система должна стать дешевле и доступнее для всех водителей Евросоюза к 2010 году.

GPSкартографические системы помогают описывать особенности участков полей находящихся в интенсивном сельскохозяйственном применении. Можно точно связать такие характеристики как микроклимат, тип почвы, участки урожая поврежденные насекомыми или болезнями, объёмом собираемой продукции с их местоположением.

Положение трактора или самолета может быть использовано совместно с данными о типе почвы для выполнения более экономного расхода удобрений или химических распылителей. Это напрямую снижает стоимость затрат на удобрения и уменьшает загрязнение природных источников этими веществами. На местности фиксируются положения источников воды, их размеры и состояние. Может производиться съёмка территорий подлежащих вырубке или посадке. Биологи имеют возможность регистрировать ареалы расселения диких животных, маршруты их миграций , численность популяций.

Приложение в сфере городского хозяйства картографических систем Trimble включает в себя контроль транспортных потоков и инфраструктуры коммунального хозяйства. Улицы и проспекты могут быть оцифрованы при перемещении по этим объектам с одновременной записью GPSкоординат. Состояние дорог, опасные участки, требующие ремонта участки, вводятся в виде, дополнительной информации, для последующего использования в программах инвентаризации.