CARTOGRAPHIC SECURITY OF MAGNETOMETRIC NAVIGATION SYSTEMS OF ROBOTIC COMPLEXES
Abstract
The publication shows the relevance of cartographic and software anomalous component of the Earth’s magnetic field (AEMF) for use in magnetometric navigation systems of robotic com-plexes. There is a presentation of: the theoretical data on the components of the Earth’s magnetic field, the shift of the magnetic poles and international models of the Earth’s main magnetic field in the article. Studies aimed at determining the actual state of cartographic and software have been conducted, recommendations have been issued for their use in correlation-extreme navigation systems (CENS). The analysis showed that the maps of the AEMF of the territory of the Russian Federation were compiled before the introduction of satellite navigation systems into the aerogeophysical practice and also these maps are outdated. There is no source material in digi-tal format for 80-90% of existing cartographic products. The cartography of the country's terri-tory with modern magnetic measuring equipment is about 10–20 %, which can be used for the operation of magnetic navigation systems (MNS) in CENS. AEMF is a spatial geophysical field and the nature of the AEMF changes with increasing altitude – the useful signal decreases non-uniformly. Therefore, it is necessary to know the AEMF module at any point in elevation levels. For this purpose, various programs are developed for the conversion of AEMF height. The nav-igation and guidance of autonomous underwater vehicle (AUV) is showed as a separate direc-tion. This direction is a more difficult task due to little-studied spatial geophysical fields of the world ocean. While the problem of navigation of AUV on geophysical fields is solved by model-ing methods to assess the possibility of correlation-extreme processing (CEP) and working out its accuracy characteristics using magnetic, gravitational fields of the Earth and the seabed relief, as well as their aggregation. Developed proposals for AEMF need to be made in a num-ber of research projects aimed at providing information on the characteristics of the magnetic field for navigation and guidance of the robotic systems (RTS). It is imperative that development work be carried out to create databases and fill them with information products about the geophysical fields of the Earth. The field of application of the obtained results of cartographic and software is the creation of a geo-base for the MNS for aircraft carriers (RTS). AUV as well as the centralization and use of digital cartographic products for geological exploration, various studies in the field of earth sciences.
References
2. Белоглазов И.Н., Джанджгава Г.И., Чигин Г.П. Основы навигации по геофизическим полям. – М.: Наука, 1985. – 328 с.
3. Бочкарев А.М. Корреляционно-экстремальные системы навигации (обзор) // Зарубежная радиоэлектроника. –1981. – № 9.
4. Джанджгава Г.И., Герасимов Г.И., Августов Л.И. Навигация и наведение по простран-ственным геофизическим полям // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 3 (140). – С. 74-84.
5. The main MPZ according to Swarm satellites. – 2016. – URL: http://www.dailytechinfo.org/ space/6020-sputniki-swarm-sostavili-polnuyu-kartu-izmeneniy-magnitnogo-polya-zemli.html (дата обращения 02.02.2019).
6. Fournier et al. A candidate secular variation model for IGRF-12 based on Swarm data and inverse geodynamo modelling. Earth, Planets and Space, 2015.
7. Cain J.C, Hendricks S.J., Langel R.A., Hudson W.V.A. Propsed Model for the International Geo-magnetic Reerence Field // J. Geomagn and Geoelectr. – 1967. – Vol. 19, No. 4. – P. 335-355.
8. Calculation of the magnetic field: NOAA site. – 2016. – URL: http://www.ngdc.noaa.gov/ geomag-web/?model=igrf#igrfwmm (дата обращения: 02.02.2019).
9. Changing the IGRF model: NOAA website. – https://www.ncei.noaa.gov/news/world-magnetic-model-out-cycle-release (дата обращения: 02.02.2019).
10. РД 52.04.567-2003. Положение о Государственной наблюдательной сети. – Обнинск: ГУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2003.
11. Минлигареев В.Т., Алексеева А.В., Алексеев В.Ю. и др. Картографическое обеспечение альтернативной навигации по геофизическим полям Земли // Авиакосмическое прибо-ростроение. – 2018. – № 11. – С .18-22. – DOI: 10.25791/aviakosmos.11.2018.258.
12. Минлигареев В.Т., Алексеева А.В., Алексеев В.Ю., Качановский Ю.М., Паньшин Е.А., Репин А.Ю. Хотенко Е.Н. Картографическое обеспечение альтернативной навигации по геофизическим полям Земли // Справочник инженера. Тезисы докладов Всероссийской конференции «Измерения. Испытания. Контроль» 23-25 октября 2018 г., г. Москва, МВЦ Крокус Экспо. – 2018. – № 5. – С. 47-49.
13. Минлигареев В.Т., Алексеева А.В., Качановский Ю.М., Паньшин Е.А., В.В. Трегубов. Пер-спективы картографического обеспечения аномальной составляющей магнитного поля Земли для решения прикладных задач // Гелиогеофизические исследования: научный электронный журнал. – 2018. – № 20. – С. 71-75. – URL: http://www.vestnik.geospace.ru. (дата обращения: 31.01.2019).
14. Минлигареев В.Т., Алексеева А.В., Качановский Ю.М., Трегубов В.В. Картографическое обеспечение авиационных магнитометрических навигационных систем // VI Междуна-родная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы исследований в авио-нике: теория, обслуживание, разработки» – «АВИАТОР». Сборник пленарных докладов. 14–15 февраля 2019 г. ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж, 2019. – С. 8-12.
15. Цирель В.С. Аэромагнитометрия – от А.А. Логачева до наших дней // Геофизика. – 1999. – № 2. – C. 4-6.
16. Сайт «Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Кар-пинского» – ВСЕГЕИ, 2016. – URL: http://www.vsegei.ru/ru/ (дата обращения: 02.02.2019).
17. Джанджгава Г.И., Сазонова Т.В. Математическое моделирование алгоритмов опреде-ления координат необитаемого подводного аппарата с использованием информации о физических полях Земли // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2016. – № 1 (174). – С. 102 -110.
18. International Centre for Global Earth Models (ICGEM). – URL: http://icgem.gfz-potsdam.de (дата обращения: 02.02.2019).
19. Pavlis N.K., Holmes S.A., Kenyon S.C., Factor J.K. The development and evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008) // Journal of geophysical research. – 2012. – Vol. 117. – b04406, doi: 10.1029/2011jb008916.
20. Barthelmes F. Definition of functional of the geopotential and their calculation from spherical harmonic models // Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum – Sci-entific Technical Report STR09/02. – 2009. – 32 p.
