Недорогой датчик отслеживает уровень рек

Исследователи из Боннского университета разработали метод, позволяющий круглосуточно контролировать уровень воды в реках. Этот экономичный сенсор, например, подходит для создания широкомасштабных систем предупреждения о наводнениях. Исследование опубликовано в журнале Water Resources Research.

Ядром устройства является недорогой приёмник и антенна глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS). Спутниковые сигналы используются для измерения высоты антенны над поверхностью реки с точностью около 1,5 см. Сигнал, отражённый от водной поверхности, проходит больший путь, и при наложении на прямой сигнал создаёт интерференционные паттерны, по которым вычисляется расстояние до воды.

Этот подход позволяет непрерывно и дистанционно передавать данные об уровне воды по мобильной сети, а само устройство, стоимостью менее 150 евро, менее уязвимо во время экстремальных паводков. Антенну можно закрепить на любом сооружении у реки — мосту, здании или дереве. Микрокомпьютер Raspberry Pi, питаемый от солнечных батарей, обрабатывает сырые данные и передаёт результаты.

В настоящее время метод применим для рек шириной не менее 40 метров, так как для корректных измерений антенна должна принимать сигнал, отражённый с достаточной площади водной поверхности. Однако исследователи планируют оптимизировать алгоритм обработки, чтобы расширить метод и на меньшие водотоки, подобные реке Ар в Германии. Все разработки, включая открытое программное обеспечение, находятся в свободном доступе в интернете для воспроизведения.