شبیه‌سازی و داده‌برداری واقعی برای بررسی امکان دستیابی به موقعیت جغرافیایی با استفاده از میدان مغناطیسی زمین

پیشرفت های علمی در زمینه مبانی ناوبری و همچنین دستیابی به تکنولوژی ساخت حسگرهای مغناطیسی در ابعاد کوچک با توان مصرفی پایین و دقت بالا، طی سال های اخیر، محققان را به فکر استفاده از میدان مغناطیسی زمین برای مکان یابی انداخت. در روش ناوبری با استفاده از میدان مغناطیسی زمین از حسگرهای دقیق مغناطیسی، داده های میدان مغناطیسی زمین قرائت می شود و با مقایسه این اطلاعات با نقشه های مرجع از طریق الگوریتم های تطبیق یا فیلترینگ، امکان تعیین موقعیت فراهم می شود. در این روش تعیین موقعیت، عموماً از سامانه اینرسی برای تعیین سرعت و وضعیت استفاده می شود و سامانه ناوبری مغناطیسی، نقش کمک ناوبری را ایفا می کند. در گام نخست برای دستیابی به سیستم تعیین موقعیت مغناطیسی، نیاز به تولید نقشه مرجع مغناطیسی است، لذا نیاز به تحلیل دقیق از میدان مغناطیسی زمین، کمیت و کیفیت تغییرات میدان در طول زمان های مختلف و در نقاط مختلف وجود دارد. در این مقاله از طریق استخراج داده های مغناطیسی یک رصدخانه مغناطیسی، امکان دستیابی به موقعیت جغرافیایی رصدخانه با استفاده از این داده ها مورد بررسی قرار گرفت و سپس با انجام آزمایش عملی به بررسی میزان تاثیر جابه جایی موقعیت جغرافیایی بر مقدار میدان مغناطیسی زمین پرداخته شد. نتایج استخراج شده در بخش های شبیه سازی و داده برداری بر این واقعیت دلالت دارد که دستیابی به موقعیت جغرافیایی برای انواع وسایل نقلیه، تنها با استفاده از اطلاعات میدان مغناطیسی زمین و بدون نیاز به سایر حسگرهای ناوبری امکان پذیر است.

Accessibility to the Geographic Location of Earth's Magnetic Field with Simulation & Data Collection

In recent years, scientific advances in navigation systems and technological development of lowpower consumption and highprecision in magnetic sensors have made researchers to realize that earth rsquo;s magnetic field can be applied for locating purposes. Earth rsquo;s magnetic field is applied in the navigation method where the required data from earth rsquo;s magnetic field can be read from high accuracy magnetic sensors. It is possible to determine the location by comparing the data with the reference maps through adaption of algorithms and/or filtering. Generally, in this method of locating, the inertia system is used to determine the velocity and condition, and the magnetic navigation system represents navigational assistance. In the first step toward obtaining a magnetic locating system, a reference magnetic map must be created; so, it is required to carefully analyze the earth rsquo;s magnetic field, the quantity, and quality of the field variations over different time and places. In this paper, the possibility of obtaining the geographical location of an observatory by extracting available data of a magnetic observatory has been investigated and, then, the effect of the displacement of geographical location on the magnitude of the earth's magnetic field has been examined by an experimental test. The results of simulation and data collection confirm the fact that geographic location for a variety of vehicles can be attainable just using earth's magnetic field data and there is no need to use any other navigation sensors.