Наука и технологические разработки: статья

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В ГЕОМАГНИТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
И.М. АЛЕШИН1,2
А.А. СОЛОВЬЁВ1,2
М.И. АЛЕШИН1
Р.В. СИДОРОВ2
Е.Н. СОЛОВЬЕВА1,2
К.И. ХОЛОДКОВ1
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Геофизический центр РАН
Журнал: Наука и технологические разработки
Том: 98
Номер: 3
Год: 2019
Страницы: 32-48
УДК: 550.389.1+629.735
DOI: 10.21455/std2019.3-3
Ключевые слова: БПЛА, магнитная съемка, земной магнетизм, магнитометр, геомагнитные аномалии, навигация, ориентация
Аннотация: Приведён обзор применения измерений геомагнитного поля в практических задачах. Для этих целей зачастую привлекаются актуальная модель главного магнитного поля Земли и информация о пространственном распределении аномалий намагниченности верхних слоёв литосферы. Эффективность измерения магнитных аномалий может быть существенно увеличена при использовании беспилотных летательных аппаратов.
Список литературы: Белоглазов И.Н., Джанджгава Г.И., Чигин Г.П. Основы навигации по геофизическим полям. М.: Наука, 1985. 328 с.

Волковицкий А.К., Каршаков Е.В., Павлов Б.В., Тхоренко М.Ю. Магнитоградиентные измерения в задачах обнаружения // Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. Вып. 11. Ч. 3. С.134-144.

Гвишиани А.Д., Соловьёв А.А., Сидоров Р.В., Краснопёров Р.И., Груднев А.А., Кудин Д.В., Карапетян Д.К., Симонян А.О. Успехи организации геомагнитного мониторинга в России и ближнем зарубежье // Вестник ОНЗ РАН. 2018. № 10. NZ4001. doi:10.2205/2018NZ000357

Гвишиани А.Д., Лукьянова Р.Ю. Оценка влияния геомагнитных возмущений на траекторию наклонно-направленного бурения глубоких скважин в Арктическом регионе // Физика Земли. 2018. № 4. С.19-30. DOI:10.1134/S0002333718040051

Джанджгава Г.И., Герасимов Г.И., Августов Л.И. Навигация и наведение по пространственным геофизическим полям // Известия ЮФУ. Технические науки. 2013. Т. 10. С.74-84.

Копытенко Ю.А., Петрова А.А. Результаты разработки и применения компонентной модели магнитного поля Земли в интересах магнитной картографии и геофизики // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2016. Т. 9, № 2. С.88-96.

Красноперов Р.И., Сидоров Р.В., Соловьёв А.А. Современные геодезические методы высокоточной привязки геофизических съемок на примере магниторазведки // Геомагнетизм и аэрономия. 2015. Т. 55, № 4. С.568-576.

Каршаков Е.В. Применение измерений параметров градиента магнитного поля земли в задаче навигации летательного аппарата // Управление большими системами. 2011. Вып. 35. С.265-282.

Никитин А.А., Хмелевской В.К. Комплексирование геофизических методов: учебник для вузов. 2-е изд. испр. и доп. М.: ВНИИгеосистем, 2012. 346 с.

Оганян М.В., Симонян А.О., Карапетян Дж.К., Соловьев А.А., Гвишиани А.Д., Сидоров Р.В. Особенности проявления сезонных вариаций геомагнитного поля в северной части территории Армении // Геофизические исследования, 2019. Т. 20, № 4. С.40-51. DOI: 10.21455/gr2019.4-3

Паршин А.В., Будяк А.Е., Блинов А.В., Костерев А.Н., Морозов В.А., Михалев А.О., Спиридонов А.М., Просекин С.Н., Тарасова Ю.И. Низковысотная беспилотная аэромагниторазведка в решении задач крупномасштабного структурно-геологического картирования и поисков рудных месторождений в сложных ландшафтных условиях // География и природные ресурсы. 2016. № 6. С.144-149.

Паршин Ю.Н., Кудряшов В.И. Анализ пропускной способности канала передачи информации от беспилотного летательного аппарата при неточной канальной матрице // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2015. Т. 52. С.22-27.

Пилипенко В.А., Красноперов Р.И., Соловьев А.А. Проблемы и перспективы геомагнитных исследований в России // Вестник ОНЗ РАН. 2019. Т. 11. NZ1103. https://doi.org/10.2205/ 2019NZ000362

Серкеров С.А. Спектральный анализ гравитационных и магнитных аномалий. М.: Недра, 2002. 437 с.

Соловьев А.А. Методы геоинформатики и нечеткой математики в анализе геофизических данных // Чебышевcкий сборник. 2018. Т. 19, вып. 4. С.194-214. doi: 10.22405/2226-8383-2018-19-4-194-214

Тафеев Г.П., Соколов К.П. Геологическая интерпретация магнитных аномалий. Л: Недра, 1981. 327 с.

Тишкин А.А., Фирсов А.П., Злыгостев И.Н., Савлук А.В., Колесов А.С., Шеремет А.С. Магнитометрическая съемка “Царского” кургана и ближайшей территории на археологическом памятнике урочище Балчикова-3 с помощью беспилотного летательного аппарата // Теория и практика археологических исследований. 2017. Т. 20, № 4. С.103-111.

Фирсов А.П., Злыгостев И.Н., Дядьков П.Г., Савлук А.В., Вайсман П.А., Вальд А.К., Шеремет А.С., Евменов Н.Д. Применение высокочастотного магнитометра для лёгких БПЛА при геолого-геофизическом изучении трубок взрыва // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2015. Т. 2, № 2. С.299-304.

Хмелевской В.К., Горбачев Ю.И., Калинин А.В., Попов М.Г., Селиверстов Н.И., Шевнин В.А. Геофизические методы исследования. Учебное пособие для геологических специальностей вузов. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КГПУ, 2004. 232 с.

Черкасов С.В., Стерлигов Б.В., Золотая Л.А. О возможности использования беспилотных летательных аппаратов для производства высокоточных измерений аномалий магнитного поля Земли // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2016. № 3. С.17-20. https://doi.org/10.33623/0579-9406-2016-3-17-20

Чинкин В.Е., Соловьев А.А. Обработка сигналов магнитных станций с целью оценки параметров вихревых возмущений магнитного поля Земли в плоском приближении // Физическое образование в вузах. 2019. Т. 25, № 2С. С.303С-305С.

Agayan S.M., Soloviev A.A., Bogoutdinov Sh.R., Nikolova Yu.I. Regression derivatives and their application to the study of geomagnetic jerks // Geomagnetism and Aeronomy. 2019. V. 59, N 3. P.359-367. doi: 10.1134/S0016793219030022

Doll W.E., Bell D.T., Gamey T.J., Beard L.P., Sheehan J.R., Norton J. Performance Metrics for State-of-the-Art Airborne Magnetic and Electromagnetic Systems for Mapping and Detection of Unexploded Ordnance // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 2010. DOI: 10.1117/12.849748

Finlay C.C., Olsen N., Kotsiaros S., Gillet N., Toeffner-Clausen L. Recent geomagnetic secular variation from Swarm and ground observatories as estimated in the CHAOS-6 geomagnetic field model // Earth, Planets, Space. 2016. V. 68. P.112. doi: 10.1186/s40623-016-0486-1

Korhonen J.V., Fairhead D., Hamoudi M., Hemant K., Lesur V., Mandea M., Maus S., Purucker M., Ravat D., Sazonova T., Thébault E. Magnetic anomaly map of the world, scale 1:50,000,000, 1st ed., Geol. Surv. of Finland. Helsinki. 2007.

Koyama T., Kaneko T., Ohminato T., Yanagisawa T., Watanabe A., Takeo M. An aeromagnetic survey of Shinmoe-dake volcano, Kirishima, Japan, after the 2011 eruption using an unmanned autonomous helicopter // Earth, Planets and Space. 2013. V. 65, N 6. P.16.

Kozyreva O.V., Pilipenko V.A., Soloviev A.A., Engebretson M.J. Virtual magnetograms - a tool for the study of geomagnetic response to the solar wind/IMF driving // Russ. J. Earth. Sci. 2019. V. 19. ES2005. doi: 10.2205/2019ES000654

Lesur V., Heumez B., Telali A., Lalanne X., Soloviev A. Estimating error statistics for Chambon-la-Forêt observatory definitive data // Annales Geophysicae. 2017. V. 35, N 4. P.939-952. doi: 10.5194/angeo-35-939-2017

Madriz Y., Jackisch R., Zimmermann R., Gloaguen R. UAS aeromagnetic survey for mineral exploration using a fluxgate triaxial magnetometer // Geophysical Research Abstracts. 2019. P.EGU2019-14812.

Maus S., Barckhausen U., Berkenbosch H., Bournas N., Brozena J., Childers V., Dostaler F., Fairhead J.D., Finn C., von Frese R.R.B., Gaina C., Golynsky S., Kucks R., Lühr H., Milligan P., Mogren S., Müller R.D., Olesen O., Pilkington M. EMAG2: A 2-arc min resolution Earth Magnetic Anomaly Grid compiled from satellite, airborne, and marine magnetic measurement // Geochemistry Geophysics Geosystems (G3). 2009. V. 10, N 8. https://doi.org/10.1029/2009GC002471

Sidorov R., Soloviev A., Krasnoperov R., Kudin D., Grudnev A., Kopytenko Y., Kotikov A., Sergushin P. Saint Petersburg magnetic observatory: from Voeikovo subdivision to INTERMAGNET certification // Geosci. Instrum. Method. Data Syst. 2017. V. 6. P.473-485. doi: 10.5194/gi-6-473-2017

Sidorov R., Soloviev A., Gvishiani A., Getmanov V., Mandea M., Petrukhin A., Yashin I., Obraztsov A. A combined analysis of geomagnetic data and cosmic ray secondaries for the September 2017 space weather event studies // Russ. J. Earth Sci. 2019. V. 19. ES4001. doi: 10.2205/ 2019ES000671

Soloviev A., Chulliat A., Bogoutdinov S. Detection of secular acceleration pulses from observatory data // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2017. V. 270. P.128-142, doi: 10.1016/ j.pepi.2017.07.005

Soloviev A.A., Smirnov A.G. Accuracy Estimation of the Modern Core Magnetic Field Models Using DMA-Methods for Recognition of the Decreased Geomagnetic Activity in Magnetic Observatory Data // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2018. V. 54, N 6. P.872-885. doi: 10.1134/ S1069351318060101

Soloviev A., Lesur V., Kudin D. On the feasibility of routine baseline improvement in processing of geomagnetic observatory data, Earth // Planets and Space. 2018a. V. 70. P.16. doi: 10.1186/ s40623-018-0786-8

Soloviev A., Bogoutdinov Sh., Agayan S., Redmon R., Loto'aniu T.M., Singer H.J. Automated recognition of jumps in GOES satellite magnetic data // Russ. J. Earth Sci. 2018b. V. 18. ES4003. doi: 10.2205/2018ES000626

Soloviev A., Smirnov A., Gvishiani A., Karapetyan J., Simonyan A. Quantification of Sq parameters in 2008 based on geomagnetic observatory data // Advances in Space Research. 2019. V. 64, Iss. 11. P.2305-2320. doi: https://doi.org/10.1016/j.asr.2019.08.038

Tuck L., Samson C., Polowick C., Laliberté J. Real-time compensation of magnetic data acquired by a single-rotor unmanned aircraft system // Geophysical Prospecting. 2019. V. 67, N 6. P.1637-1651.

Watts A.C., Ambrosia V.G., Hinkley E.A. Unmanned aircraft systems in remote sensing and scientific research: Classification and considerations of use // Remote Sensing. 2012. V. 4, N 6. P.1671-1692.

Zhang X., Zhao Y. Analysis of Key Technologies in Geomagnetic Navigation // 7th International Symposium on Instrumentation and Control Technology: Measurement Theory and Systems and Aeronautical Equipment. 2008. V. 7128. P.(71282J-1)-(71282J-6)