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

Abstract

پیشرفت‌های علمی در زمینه مبانی ناوبری و همچنین دستیابی به تکنولوژی ساخت حسگرهای مغناطیسی در ابعاد کوچک با توان مصرفی پایین و دقت بالا، طی سال‌های اخیر، محققان را به فکر استفاده از میدان مغناطیسی زمین برای مکان‌یابی انداخت. در روش ناوبری با استفاده از میدان مغناطیسی زمین از حسگرهای دقیق مغناطیسی، داده‌های میدان مغناطیسی زمین قرائت می‌شود و با مقایسه این اطلاعات با نقشه‌های مرجع از طریق الگوریتم‌های تطبیق یا فیلترینگ، امکان تعیین موقعیت فراهم می‌شود. در این روش تعیین موقعیت، عموماً از سامانه اینرسی برای تعیین سرعت و وضعیت استفاده می‌شود و سامانه ناوبری مغناطیسی، نقش کمک‌ناوبری را ایفا می‌کند. 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 زمان‌های مختلف و در نقاط مختلف وجود دارد. در این مقاله از طریق استخراج داده‌های مغناطیسی یک رصدخانه مغناطیسی، امکان دستیابی به موقعیت جغرافیایی رصدخانه با استفاده از این داده‌ها مورد بررسی قرار گرفت و سپس با انجام آزمایش عملی به بررسی میزان تأثیر جابه‌جایی موقعیت جغرافیایی بر مقدار میدان مغناطیسی زمین پرداخته شد. نتایج استخراج‌شده در بخش‌های شبیه‌سازی و داده‌برداری 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 امکان‌پذیر است.