تخمین خط سیر شناور زیرسطحی با استفاده از بی هنجاری ژئومغناطیسی در آب‌های کم‌عمق

هدف از مقاله حاضر، ارایه روش جدید آشکارسازی شناورهای سطحی و زیرسطحی در آب های کم عمق، با استفاده از یک سنسور مغناطیسی هوابرد است. در این روش، آشکارسازی برپایه القاء یک بی نجاری ژئومغناطیسی انجام شد که صرفاً با حرکت شناور در دریا ایجاد می شود. بدین منظور، در ابتدا یک مدل ریاضی جهت آشکارسازی هوایی بی هنجاری ژئومغناطیسی در آب های کم عمق، ارایه گردید که رابطه این بی هنجاری با پارامترهای محیطی و فیزیک شناور را بیان می کند. سپس روی مدل ریاضی مذکور با استفاده از آنالیز فرکانسی نشان داده شد که بی هنجاری ژئومغناطیسی ناشی از حرکت شناور، دارای مولفه های فرکانسی خاصی است که آن را از نویز محیطی دریا قابل تفکیک می کند. همچنین، شبیه سازی برای یک شناور زیرسطحی در دریای کم عمق، انجام شد و مشخص گردید که امکان تشخیص این مولفه مغناطیسی حتی با وجود نویز شدید محیطی، وجود دارد. در نهایت، با استفاده از آنالیز فرکانسی، زاویه ای که خط سیر شناور با جهت حرکت سنسور هوابرد می سازد، در چند حالت مختلف تخمین زده شد و مشاهده گردید که خطای تخمین با افزایش زاویه، زیاد می شود

Obtaining Submarine Heading Using Magnetic Wake in Shallow Waters

In this paper, we proposed a new detection method to discover ships and submarines in shallow waters, using an airborne magnetic sensor. Detection scenario is based on vessel travelling at sea which causes geomagnetic anomalies in sea water. Derived analytical formulations showed the relation of geomagnetic anomaly with physical properties of vessel and environmental parameters, and then frequency analysis was performed and revealed that frequency contents of geomagnetic anomaly differed from noise frequency spectrum. In next step, geomagnetic anomaly due to submarine traveling in shallow water was simulated. The simulation results showed that the proposed method was noise robust. Finally, submarine heading was estimated using spectral analysis of geomagnetic anomaly. It was illustrated that the estimation error of vessel heading strongly depended on airborne sensor trajectory drift from submarine traveling direction