Вестник МГТУ, 2021, Т. 24, № 1.

Федоров И. С. и др. О регистрации схода снежных лавин геофизическими методами. Аналоговый сигнал с микрофонов по коаксиальным высокочастотным кабелям RG-58 подается на подсистему регистрации. По этим же кабелям осуществляется питание микрофонов через преобразователь напряжений. При использовании микробарографов Hyperion IFS-4000 (в пилотном эксперименте) их подключение к регистратору осуществлялось при помощи кабеля UTP 8 (витая пара) для внешней прокладки; по нему также подавалось питание на микробарограф непосредственно от регистратора. Частота дискретизации акустической записи составляла 100 Гц. Сравнение инфразвуковых записей, сделанных при помощи микробарографов и микрофонов, использованных в первом эксперименте, показало их практически идентичность в целевом диапазоне частот. Хотя по заявленным паспортным характеристикам частотный диапазон микрофонов MPA 201 составляет 20-20000 Гц и не включает инфразвуковые частоты, в реальности спад чувствительности ниже заявленного диапазона не резкий, что позволяет уверенно регистрировать сигналы частотой в единицы герц. Таким образом, было принято решение в дальнейшей работе использовать более дешевые и компактные инфразвуковые микрофоны (Федоров и др., 2018). Станции с проводным подключением микрофонов использовались на широких открытых пространствах, например, при установке на озере. Основным минусом такой конфигурации является долгое время развертывания и последующего демонтажа по окончании работ, а также риск попадания снега и влаги на разъемы оборудования во время монтажа и опасность повреждения проводов проезжающими снегоходами. К плюсам относится относительная простота изготовления, возможность подключения ко многим промышленным регистраторам, используя лишь модуль преобразования питания микрофонов, централизованное электропитание станции и удобная организация передачи данных. Таким образом, проводная конфигурация станции наиболее целесообразна в случае стационарной установки станции мониторинга лавин. Беспроводная инфразвуковая станция на основе микрофонов MPA 201 - следующий вид оборудования, активно использовавшийся в ходе экспериментов (Виноградов и др., 2010). Каждая беспроводная станция включает в себя собственно низкочастотный микрофон, микросхему АЦП, микроконтроллер, микросхему GPS-приемника, радиопередатчик и аккумулятор. Данные с трех разнесенных в пространстве станций передаются по радиоканалу на частоте 433 МГц на приемное устройство, объединяющее поступающую информацию и передающее ее в компьютер. Для уменьшения влияния ветровых помех были применены фильтры в виде перфорированных пластиковых контейнеров с поролоном в качестве наполнителя. Беспроводная конфигурация позволяет развертывать станцию намного быстрее проводной, особенно в условиях сложного рельефа. Основные минусы - меньшее время работы из-за высокого электропотребления радиопередатчиков и возможное влияние промышленных источников радиоволн на канал связи микрофон - база. Учитывая минусы предыдущих вариантов регистрации, под данную конкретную задачу регистрации инфразвука схода лавин была модернизирована система беспроводных микрофонов, входящих в состав пунктов автоматического мониторинга, разработанных в КоФ ФИЦ ЕГС РАН. Каждый модуль микрофона, оснащенный своим 24-битным одноканальным АЦП, flash-памятью и GPS приемником использовался для построения модульной системы независимых датчиков. Необходимость центрального модуля сбора данных и беспроводной передачи для данной задачи развертывания временных станций отпала. Данные с каждого отдельного модуля объединяются уже на этапе обработки. Оценка погрешности измерений для инфразвуковых волн показала, что точности GPS/GLONASS приемника достаточно для синхронизации данных отдельных модулей. Такое решение позволило строить различные конфигурации инфразвуковой сети, повысило мобильность и автономность. В первых экспериментах одновременно с инфразвуковой проводилась регистрация сейсмических колебаний, вызванных сходом лавины, на значительном расстоянии. Для этой цели применялся цифровой широкополосный трехкомпонентный велосиметр со встроенным регистратором CMG-6TD производства компании Guralp. Однако в ходе экспериментов не удалось зафиксировать сейсмическую составляющую сигнала движения лавины, поэтому в дальнейших экспериментах такая регистрация не применялась. Хотя в случае наблюдения тяжелых водо-снежных лавин в весенний период дополнительное использование сейсмической регистрации, по-видимому, может расширить возможности детектирования (Hammer et al., 2017). Эксперименты Пилотный эксперимент был проведен 05.04.2018 г. на территории горнолыжного комплекса Большой Вудъявр, расположенного на горе Айкуайвенчорр в Хибинском горном массиве (координаты 67.610° с. ш. 33.697° в. д.). Целью было определение принципиальной возможности регистрации, а также основных параметров целевого сигнала схода снежной лавины. В первых опытах на расстояниях 1,8 и 1,4 км от лавинного очага были установлены комплекты аппаратуры, включающие три вида оборудования: сейсмическая станция, инфразвуковые станции на основе микробарографов и низкочастотных микрофонов (рис. 2). Оборудование для регистрации сейсмических сигналов было установлено на бетонный блок, заглубленный в землю, являвшийся ранее частью фундамента демонтированного здания. 72