gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.0052gyroscopy-231Research ArticleСтатьиГеофизическое обеспечение перспективных автономных магнитометрических навигационных системGeophysical Support of Advanced Autonomous Magnetometric Navigation SystemsМинлигареевВ. Т.MinligareevV. T.

Минлигареев Владимир Тимурович. Доктор технических наук, доцент, заместитель директора по научной работе, почетный метролог

СазоноваТ. В.SazonovaT. V.

Сазонова Татьяна Владимировна. Доктор технических наук, главный конструктор

АрутюнянД. А.ArutyunyanD. A.

Арутюнян Давид Артурович. Младший научный сотрудник

ТрегубовВ. В.TregubovV. V.

Трегубов Вадим Валентинович. Начальник сектора

ХотенкоЕ. Н.KhotenkoYe. N.

Хотенко Елена Николаевна. Кандидат физико-математических наук, ученый секретарь

Институт прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова (Москва).РоссияE.K. Fedorov Institute of Applied Geophysics, MoscowRussian FederationАО «Раменское приборостроительное конструкторское бюро» (г. Раменское Московской обл.).РоссияRamenskoye Instrument Design Bureau, JSCRussian FederationИнститут прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова (Москва).РоссияE.K. Fedorov Institute of Applied GeophysicsRussian Federation20201111202528495105Copyright © Минлигареев В.Т., Сазонова Т.В., Арутюнян Д.А., Трегубов В.В., Хотенко Е.Н., 20252025Минлигареев В.Т., Сазонова Т.В., Арутюнян Д.А., Трегубов В.В., Хотенко Е.Н.Minligareev V.T., Sazonova T.V., Arutyunyan D.A., Tregubov V.V., Khotenko Y.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/231

В статье обосновывается актуальность геофизического обеспечения автономных магнитометрических навигационных систем, приводятся теоретические данные о составляющих магнитного поля Земли и анализируется смещение магнитных полюсов в международных моделях главного магнитного поля Земли. Обсуждаются перспективы картографического и программного обеспечения магнитометрических навигационных систем (МНС). Описываются результаты летных исследований экспериментального образца МНС, которые применяются при создании и управлении базами данных для МНС, централизации и использовании цифровой картографической продукции для геологоразведочных работ, а также в ходе различных исследований в области наук о Земле.

The paper describes the relevance and advantages of the geophysical support for autonomous magnetometric navigation systems (MNS). Theoretical data on the Earth’s magnetic field components are considered, and the displacement of magnetic poles in international models of the Earth’s main magnetic field is analyzed. The prospects for mapping and software support of MNS are discussed. The results obtained in the flight studies of the experimental MNS are used in the development and control of MNS databases, centralization and application of digital mapping products for geological exploration, as well as in the course of various studies concerned with earth sciences.

Магнитометрические навигационные системыгеофизическое обеспечениеаномальное магнитное поле Земли (АМПЗ)карты АМПЗбазы данныхкорреляционно-экстремальные навигационные системы (КЭНС).Мagnetometric navigation systemsgeophysical supportEarth’s anomalous magnetic field (EAMF)EAMF mapsdatabasescorrelation-extreme navigation systems (CENS).ReferencesGrewal, M.S., Andrews, A.P., Bartone, C., Global navigation satellite systems, inertial navigation, and integration; Third edition., John Wiley & Sons: Hoboken, 2013. ISBN 978-1-118-44700-0.Grewal, M.S., Andrews, A.P., Bartone, C., Global navigation satellite systems, inertial navigation, and integration; Third edition., John Wiley & Sons: Hoboken, 2013. ISBN 978-1-118-44700-0.Groves, P.D., Principles of GNSS, inertial, and multisensor integrated navigation systems; GNSS technology and application series, 2nd ed., Artech House: Boston, 2013. ISBN 978-1-60807-005-3.Groves, P.D., Principles of GNSS, inertial, and multisensor integrated navigation systems; GNSS technology and application series, 2nd ed., Artech House: Boston, 2013. ISBN 978-1-60807-005-3.Кошаев Д.А. Проблемы избытка и недостатка измерений ГНСС в специальных задачах вторичной обработки // Гироскопия и навигация. 2015. № 2 (89). С. 67–91.Кошаев Д.А. Проблемы избытка и недостатка измерений ГНСС в специальных задачах вторичной обработки // Гироскопия и навигация. 2015. № 2 (89). С. 67–91.Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А. О решении навигационной задачи для летательных аппаратов с использованием инерциального модуля на микромеханических датчиках и наземных радиоориентиров // Гироскопия и навигация. 2017. Том 25. № 1 (96). С. 3–17.Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А. О решении навигационной задачи для летательных аппаратов с использованием инерциального модуля на микромеханических датчиках и наземных радиоориентиров // Гироскопия и навигация. 2017. Том 25. № 1 (96). С. 3–17.Шмидт Дж.Т. Эксплуатация навигационных систем на основе GPS в сложных условиях окружающей среды // Гироскопия и навигация. 2019. Том 27. № 1 (104). С. 3–21.Шмидт Дж.Т. Эксплуатация навигационных систем на основе GPS в сложных условиях окружающей среды // Гироскопия и навигация. 2019. Том 27. № 1 (104). С. 3–21.Красовский А.А., Белоглазов И.Н., Чигин Г.П. Теория корреляционно-экстремальных навигационных систем. М.: Наука. Гл. ред. физико-математической литературы, 1979. 448 с.Красовский А.А., Белоглазов И.Н., Чигин Г.П. Теория корреляционно-экстремальных навигационных систем. М.: Наука. Гл. ред. физико-математической литературы, 1979. 448 с.Бочкарев А.М. Корреляционно-экстремальные системы навигации (обзор) // Зарубежная радиоэлектроника. 1981. № 9.Бочкарев А.М. Корреляционно-экстремальные системы навигации (обзор) // Зарубежная радиоэлектроника. 1981. № 9.Степанов О.А. Методы оценки потенциальной точности в корреляционно-экстремальных навигационных системах. Санкт-Петербург: ЦНИИ «Электроприбор», 1993. 85 с.Степанов О.А. Методы оценки потенциальной точности в корреляционно-экстремальных навигационных системах. Санкт-Петербург: ЦНИИ «Электроприбор», 1993. 85 с.Киселёв С.К. Корреляционно-экстремальная навигация по полю магнитных аномалий протяженных ориентиров // Известия РАН. Теория и системы управления. 1997. №6. C. 56.Киселёв С.К. Корреляционно-экстремальная навигация по полю магнитных аномалий протяженных ориентиров // Известия РАН. Теория и системы управления. 1997. №6. C. 56.Минлигареев В.Т., Алексеева А.В., Качановский Ю.М. и др. Картографическое обеспечение альтернативной навигации по геофизическим полям Земли // Авиакосмическое приборостроение. 2018. № 11. С. 18–22. DOI: 10.25791/aviakosmos.11.2018.258.Минлигареев В.Т., Алексеева А.В., Качановский Ю.М. и др. Картографическое обеспечение альтернативной навигации по геофизическим полям Земли // Авиакосмическое приборостроение. 2018. № 11. С. 18–22. DOI: 10.25791/aviakosmos.11.2018.258.Минлигареев В.Т., Репин А.Ю., Хотенко Е.Н. и др. Картографическое обеспечение магнитометрических навигационных систем робототехнических комплексов // Известия ЮФУ. Технические науки. Тем. вып. «Перспективные системы и задачи управления». Ростов-на-Дону, 2019. № 1 (203). С. 248–258.Минлигареев В.Т., Репин А.Ю., Хотенко Е.Н. и др. Картографическое обеспечение магнитометрических навигационных систем робототехнических комплексов // Известия ЮФУ. Технические науки. Тем. вып. «Перспективные системы и задачи управления». Ростов-на-Дону, 2019. № 1 (203). С. 248–258.Goldenberg, F., Geomagnetic Navigation beyond the Magnetic Compass, Proceedings of IEEE/ION PLANS, 2006, pp. 684–694.Goldenberg, F., Geomagnetic Navigation beyond the Magnetic Compass, Proceedings of IEEE/ION PLANS, 2006, pp. 684–694.Canciani, A.J., Raquet, J.F., Absolute Positioning Using the Earth’s Magnetic Anomaly Field, Proceedings of the Institute of Navigation 2015 International Technical Meeting, 2015, pp. 265‒278.Canciani, A.J., Raquet, J.F., Absolute Positioning Using the Earth’s Magnetic Anomaly Field, Proceedings of the Institute of Navigation 2015 International Technical Meeting, 2015, pp. 265‒278.Степанов О.А., Торопов А.Б. Методы нелинейной фильтрации в задаче навигации по геофизическим полям. Часть 1. Обзор алгоритмов // Гироскопия и навигация. 2015. № 3 (90). С. 102‒125.Степанов О.А., Торопов А.Б. Методы нелинейной фильтрации в задаче навигации по геофизическим полям. Часть 1. Обзор алгоритмов // Гироскопия и навигация. 2015. № 3 (90). С. 102‒125.Сазонова Т.В., Шелагурова М.С. Геоинформация в комплексах бортового оборудования летательных аппаратов. Москва, 2018. С. 80–97.Сазонова Т.В., Шелагурова М.С. Геоинформация в комплексах бортового оборудования летательных аппаратов. Москва, 2018. С. 80–97.Fournier et al., A candidate secular variation model for IGRF-12 based on data and inverse geodynamo modeling, Earth, Planets and Space, 2015.Fournier et al., A candidate secular variation model for IGRF-12 based on data and inverse geodynamo modeling, Earth, Planets and Space, 2015.Cain, J.C, Hendricks, S.J., Langel, R.A., Hudson, W.V.A., Proported Model for International Geomagnetic Reerence Field. 1965, J. Geomagn. and Geoelectr., 1967, vol.19, no. 4, pp. 335–355.Cain, J.C, Hendricks, S.J., Langel, R.A., Hudson, W.V.A., Proported Model for International Geomagnetic Reerence Field. 1965, J. Geomagn. and Geoelectr., 1967, vol.19, no. 4, pp. 335–355.Calculation of the magnetic field: NOAA site [Electronic resource]. 2016. URL: http://www.ngdc.noaa. gov/geomag-web/?model=igrf#igrfwmm (appeal date:14.08.2020).Calculation of the magnetic field: NOAA site [Electronic resource]. 2016. URL: http://www.ngdc.noaa. gov/geomag-web/?model=igrf#igrfwmm (appeal date:14.08.2020).Changing the IGRF model: NOAA website [Electronic resource]. https://www.ncei.noaa.gov/news/ world-magnetic-model-out-cycle-release (contact date: 14.08.2020).Changing the IGRF model: NOAA website [Electronic resource]. https://www.ncei.noaa.gov/news/ world-magnetic-model-out-cycle-release (contact date: 14.08.2020).Осипов О.Д., Минлигареев В.Т., Копытенко Ю.А. и др. Исследование дрейфа Южного магнитного полюса Земли и магнитного поля Мирового океана в кругосветной экспедиции ОИС ВМФ «Адмирал Владимирский» // Русское географическое общество. Сайт.08.06.2020. https://www.rgo. ru/ru/article/chto-novogo-uznali-uchyonye-o-dreyfe-magnitnogo-polyusa-zemli-i-magnitnogo-polyamirovogo (дата обращения: 14.08.2020).Осипов О.Д., Минлигареев В.Т., Копытенко Ю.А. и др. Исследование дрейфа Южного магнитного полюса Земли и магнитного поля Мирового океана в кругосветной экспедиции ОИС ВМФ «Адмирал Владимирский» // Русское географическое общество. Сайт.08.06.2020. https://www.rgo. ru/ru/article/chto-novogo-uznali-uchyonye-o-dreyfe-magnitnogo-polyusa-zemli-i-magnitnogo-polyamirovogo (дата обращения: 14.08.2020).Цирель В.С. Аэромагнитометрия – от А.А. Логачева до наших дней // Геофизика. 1999. №2. C. 4‒6.Цирель В.С. Аэромагнитометрия – от А.А. Логачева до наших дней // Геофизика. 1999. №2. C. 4‒6.Джанджгава Г.И., Сазонова Т.В. Математическое моделирование алгоритмов определения координат необитаемого подводного аппарата с использованием информации о физических полях Земли // Известия ЮФУ. Технические науки. 2016. № 1 (174). С. 102‒110.Джанджгава Г.И., Сазонова Т.В. Математическое моделирование алгоритмов определения координат необитаемого подводного аппарата с использованием информации о физических полях Земли // Известия ЮФУ. Технические науки. 2016. № 1 (174). С. 102‒110.Киселев Л.В., Костоусов В.Б., Медведев А.В. и др. О гравиметрии с борта автономного подводного робота и оценках ее информативности для навигации по карте // Подводные исследования и робототехника. 2019. №1 (27). С. 21‒30.Киселев Л.В., Костоусов В.Б., Медведев А.В. и др. О гравиметрии с борта автономного подводного робота и оценках ее информативности для навигации по карте // Подводные исследования и робототехника. 2019. №1 (27). С. 21‒30.Pavlis, N.K., Holmes, S.A., Kenyon, S.C., Factor, J.K., The Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008), Journal of Geophysical research, 2012, vol. 117, b04406. DOI: 10.1029/2011jb008916.Pavlis, N.K., Holmes, S.A., Kenyon, S.C., Factor, J.K., The Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008), Journal of Geophysical research, 2012, vol. 117, b04406. DOI: 10.1029/2011jb008916.Barthelmes, F., Definition of the functional relationship of the spirical harmonic models, Polesdam – Deutsches GeoForschungs Zentrum, Scientific Technical Report STR09, 02. 2009. 32 p.Barthelmes, F., Definition of the functional relationship of the spirical harmonic models, Polesdam – Deutsches GeoForschungs Zentrum, Scientific Technical Report STR09, 02. 2009. 32 p.Современные методы и средства измерения параметров гравитационного поля Земли / под общей ред. В.Г. Пешехонова. СПб.: ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. 389 с.Современные методы и средства измерения параметров гравитационного поля Земли / под общей ред. В.Г. Пешехонова. СПб.: ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. 389 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.