کاربرد آشکارسازی غیرفعال ژئومغناطیسی در مراقبت دریایی

حرکت شناور در آب دریا باعث ایجاد تغییرات هیدرودینامیکی می شود که به امواج کلوین معروف اند. از سوی دیگر، آب دریا به طور طبیعی دارای رسانایی الکتریکی ضعیفی است. حرکت آب دریا به عنوان یک رسانا در میدان مغناطیسی زمین باعث القاء یک میدان الکترومغناطیسی ضعیف شده که آن را بی هنجاری ژئومغناطیسی گویند. امواج این میدان الکترومغناطیسی قادرند در شرایط خاص تا چندین کیلومتر و تا ساعت ها، همچنان به بقاء خود ادامه دهند که امکان مناسبی را جهت کشف حضور شناور توسط آشکارسازهای غیرفعال مغناطیسی ایجاد می کنند. بر این اساس، روش آشکارسازی بی هنجاری ژئومغناطیسی شناور توسط یک حس گر هوابرد، پیشنهاد شده است. معادلات ریاضی حاکم بر بی هنجاری ژئومغناطیسی در دریای با عمق محدود، رابطه این بی هنجاری با پارامترهای شناور نظیر سرعت و جهت حرکت را نشان می دهد. کاربردی بودن ایده پیشنهادی توسط شبیه سازی نشان داده شده و آشکارسازی شناور در حوزه فرکانس انجام شده است. با انجام شبیه سازی در حضور نویز محیطی نشان داده شده که امکان آشکارسازی شناور توسط طیف فرکانسی سیگنال دریافت شده از حس گر هوابرد وجود دارد و تاثیر پارامترهای فیزیکی شناور در تغییر طیف فرکانسی به خوبی مشهود است.

Application of Geomagnetic Detection in Marine Surveillance

Vessel traveling at sea causes hydrodynamic anomalies in sea water called Kelvin waves. Motion of conductive sea water due to Kelvin waves in natural Earth’s magnetic field makes these waves visible using magnetic transducers. Geomagnetic anomaly induced by the motion of vessels may extend several kilometers and stay up long hours under certain conditions which consider this geomagnetic anomaly as a good candidate in marine surveillance. From remote sensing point of view in this work, we proposed a method for detecting vessel geomagnetic anomaly using an airborne magnetic sensor. Analytical formulations are derived and shown that physical properties of hydrodynamic Kelvin waves in shallow water are directly related to vessel parameters such as speed and traveling direction. Numerical simulations are used to demonstrate the applicability of our results. Vessel detection is performed in frequency domain. It is shown that the proposed detection method is noise robust and can be used to detect a vessel in a noisy ambient. Effect of vessel parameters such as velocity and traveling direction in frequency spectrum of received signal are investigated.