مدلسازی میدان مغناطیسی گذرا به روش فرایند گوس مارکوف و تخمین مقدار آنومالی مغناطیسی نواحی توسط حسگر نصب شده روی پهپاد

نوع مقاله : سایر مقالات

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تربیت مدرس - تهران

2 هیات علمی دانشکده برق و کامپیوتر دانشگاه تربیت مدرس - تهران

چکیده

استفاده از آنومالی مغناطیسی زمین جهت تعیین ناوبری در هوانوردی و همچنین اکتشاف مواد معدنی و نفتی، تولید نقشه‌های زمین شناسی و توپوگرافی به‌منظور شناسایی هرچه دقیقتر ساختارهای زیرسطحی، توسعه بسیار یافته است. یکی از روشهای تعیین مقدار آنومالی نواحی، استفاده از ژئوفیزیک هوابرد می باشد. در این روش به کمک پهپاد وسعت‌های بالا در زمان کوتاه‌تری نسبت به دیگر روش‌های ژئوفیزیکی داده برداری می‌شوند. مطابق مطالعات ژئوفیزیک، اندازه بردار مغناطیس زمین در هر نقطه به غیر از مولفه اصلی که ناشی از هسته زمین بوده و شامل مشخصات فرکانسی پایین می‌شود، دارای مولفه‌ آنومالی ناشی از عوارض سطحی و ساختارهای زیر سطحی نواحی می‌باشد . علاوه بر این دو ، یک مولفه گذرا و متغیر با زمان، ناشی از عوامل خارجی نیز دارد. لذا برای یک حسگر متحرک، تعیین مقدار آنومالی مغناطیسی برای یک ناحیه بصورت بر خط، منوط به جداسازی این مولفه‌های زمانی و مکانی میدان مغناطیسی در هر لحظه می‌باشد.
در این پژوهش جهت تخمین آنومالی میدان مغناطیسی توسط حسگر مغناطیسی بروی پهپاد روشی ارائه شده است که در آن، ابتدا جهت کاهش نویز و افزایش کیفیت داده‌ها از روش تلفیق داده و تبدیل هیلبرت استفاده شده است و سپس با کمک سوابق داده های مغناطیسی بدست آمده از رصدخانه محلی، تغییرات زمانی میدان گذرا برای دوره های زمانی مختلف براساس جمع ، مولفه غیر تصادفی برای دوره‌های زمانی سالانه، ماهانه و روزانه و یک مولفه تصادفی برای دوره روزانه یصورت فرآیند گوس مارکوف مدل‌سازی می‌شود. سپس با داشتن مقادیر اندازه‌گیری میدان در هر مکان و کسر مولفه ‌های تغییرات زمانی میدان گذرا و مقدار میدان اصلی مطابق مدل IGRF، مقدار آنومالی مسیر حرکت حسگر تخمین زده می‌شود. درنهایت نشان داده می‌شود که با کمک این روش می‌توان آنومالی مسیر یک حسگر متحرک را در شرایط مختلف با دقت بهتر از 8 نانو تسلا بدست آورد.

کلیدواژه‌ها