RU2473101C1 - Способ пассивной локации близко расположенных источников электромагнитного излучения на фоне мощных излучений удаленных источников - Google Patents
Способ пассивной локации близко расположенных источников электромагнитного излучения на фоне мощных излучений удаленных источников Download PDFInfo
- Publication number
- RU2473101C1 RU2473101C1 RU2011127031A RU2011127031A RU2473101C1 RU 2473101 C1 RU2473101 C1 RU 2473101C1 RU 2011127031 A RU2011127031 A RU 2011127031A RU 2011127031 A RU2011127031 A RU 2011127031A RU 2473101 C1 RU2473101 C1 RU 2473101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sources
- source
- vertical
- component
- field
- Prior art date
Links
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000529 magnetic ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области пассивной локации и может быть использовано при измерении параметров электромагнитного поля Земли; при электромагнитном мониторинге землетрясений для определения стадии развития геодинамической обстановки; в геофизической разведке полезных ископаемых и инженерной геологии; при диагностике напряженно-деформированного состояния инженерных и геологических объектов. Сущность: измеряют вертикальную компоненту магнитной составляющей естественного электромагнитного поля и ее производную по выбранному вдоль поверхности земли направлению, а также ее производную по направлению, перпендикулярному выбранному. Определяют азимут источника как арктангенс отношения модулей производных вертикальных компонент магнитного поля по перпендикулярному направлению и выбранному направлению и расстояние до источника, пропорциональное отношению модуля вертикальной проекции магнитной компоненты к модулю горизонтальной проекции градиента вертикальной составляющей магнитной компоненты. Технический результат: возможность определения азимута источника и расстояния до источника. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области способов пассивной локации и может быть использовано: при измерении параметров электромагнитного поля Земли; при электромагнитном мониторинге землетрясений для определения стадии развития геодинамической обстановки; в геофизической разведке полезных ископаемых и инженерной геологи; при диагностике напряженно-деформированного состояния инженерных и геологических объектов.
Цель изобретения - обнаружение и определение местоположения близкорасположенных источников электромагнитного излучения на фоне мощных сигналов от излучений удаленных источников.
Известно «Устройство для регистрации электромагнитного излучения, возникающего при трещинообразовании горных пород», патент №2155973 (аналог). Изобретение может быть использовано в горной промышленности для контроля разрушения участков массива горных пород при изменении их напряженно-деформированного состояния. Оно также может использоваться для регистрации электромагнитного излучения, возникающего при разрушении образцов горных пород в лабораторных условиях. Технический результат - увеличение чувствительности устройства за счет концентрации поля в пространстве измерений. Сущность изобретения: содержит ферритовый тороидальный сердечник с обмоткой и металлический экран, окружающий ее. Однако применение данного устройства с целью обнаружения и определения местоположения близкорасположенных источников электромагнитного излучения затруднительно, поскольку требуется установка множества таких устройств в зоне излучения полезного сигнала, что не всегда возможно и требует больших материальных затрат.
Известен также «Способ измерения напряженности электромагнитного поля», патент №2164028 (аналог). Способ заключается в помещении в измеряемое электромагнитное поле K антенн-датчиков и регистрации напряжений на элементе нагрузки K антенн-датчиков U1…UK, пропорциональных напряженности воздействующего электромагнитного поля, все K антенны-датчики имеют отличительные друг от друга амплитудно-частотные характеристики, число антенн-датчиков K равняется числу источников излучения N или превышает его, K≥N, напряженности всех N составляющих электромагнитного поля E1…EN определяют из решения системы линейных уравнений. Технический результат заключается в увеличении точности измерений, определении напряженности всех составляющих поля. Однако применение этого способа также затруднительно, поскольку требуется установка множества антенн-датчиков в зоне излучения полезного сигнала, что не всегда возможно и требует больших материальных затрат.
Известен «Способ обнаружения зон трещиноватых пород в скважинах», патент №99121049 (аналог). Способ основан на измерении естественного электромагнитного поля и отличается от аналогичных тем, что производится регистрация сигналов электромагнитного излучения на частотах 50-120 кГц в течение 2-3 мин на выбранных интервалах в скважине, осуществляется детектирование сигналов, выполняется гармонический анализ детектированного сигнала и по наличию в спектре этого сигнала периодов 4-20 с выделяют зоны трещиноватых пород. Однако применение этого способа затруднительно, поскольку регистрация сигналов электромагнитного излучения производится в скважинах, что не всегда возможно осуществлять.
Наиболее близким к заявляемому способу является «Метод обнаружения близкорасположенных источников естественного электромагнитного излучения», приведенный в журнале «Приборы и техника эксперимента», 2010, №6. С.131-137 (прототип). Суть этого метода состоит в том, что проводят измерения вертикальной компоненты магнитной составляющей естественного электромагнитного поля и с помощью квадрупольной антенны проводят измерения производной вертикальной компоненты по выбранному вдоль поверхности земли направлению. В результате чего достигается выделение сигналов близкорасположенных источников излучения и подавление сигналов удаленных источников. Однако применение этого метода не позволяет определять местоположение близкорасположенных источников, поскольку способ не предусматривает локацию источников излучения.
Этот недостаток устраняется тем, что дополнительно проводят синхронные измерения производной вертикальной компоненты естественного электромагнитного поля по направлению, перпендикулярному выбранному. Это позволяет определять направление на источник излучения и расстояние до него.
Сущность способа пассивной локации близкорасположенных источников поясняется с помощью рис.1, на котором в прямоугольной системе координат изображено: 0, r1, r2 - точки измерения поля, ri - положение источника излучения, α - угол между направлениями 0r1 и 0r2 (на источник). Направления 0r1 и 0r2 взаимно перпендикулярны. Начало системы координат (точка 0) совмещено с положением измерительного датчика вертикальной компоненты электромагнитного поля H(0).
В рассматриваемом случае расстояние до источника значительно меньше длины волны ri<<λ, поэтому, раскладывая выражение для амплитуды поля в ряд Тейлора, ограничимся двумя наибольшими членами. При этом зависимость амплитуды поля от расстояния будет линейна:
Компоненты пространственной производной поля по направлениям 0r1 и 0r2 соответственно представим в виде:
Направление на источник излучения:
Расстояние до источника излучения определим из закона изменения амплитуды поля от расстояния:
где A - константа, пропорциональная амплитуде поля в окрестности источника, r - расстояние между источником и приемником, n>1 - медленно меняющаяся и убывающая с расстоянием функция, асимптотически стремящаяся к единице с увеличением расстояния.
Из предыдущего выражения найдем:
В данном случае 
- максимальное значение производной по направлению, совпадающее с направлением на источник излучения:
Приравнивая значения для производной из предыдущих выражений, получаем:
Расстояние до источника излучения:
Здесь в правой части известны все величины, кроме n, которая может быть найдена в ходе проведения отдельного эксперимента по ее определению.
Claims (1)
- Способ пассивной локации близко расположенных источников электромагнитного излучения на фоне мощных излучений удаленных источников, заключающийся в том, что проводят измерения вертикальной компоненты магнитной составляющей естественного электромагнитного поля и ее производной по выбранному вдоль поверхности земли направлению, отличающийся тем, что, с целью локации близко расположенных источников, дополнительно проводят синхронные измерения производной вертикальной компоненты естественного электромагнитного поля по направлению, перпендикулярному выбранному, и определяют: азимут источника, как арктангенс отношения модулей производных вертикальных компонент магнитного поля по перпендикулярному направлению к выбранному направлению; расстояние до источника, пропорциональное отношению модуля вертикальной проекции магнитной компоненты к модулю горизонтальной проекции градиента вертикальной составляющей магнитной компоненты.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2473101C1 true RU2473101C1 (ru) | 2013-01-20 |
Family
ID=
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540126C1 (ru) * | 2013-09-25 | 2015-02-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ пространственного мониторинга источников электромагнитного излучения |
| RU2551355C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ определения координат источника радиоизлучения |
| RU2615515C2 (ru) * | 2013-10-29 | 2017-04-05 | Учреждение Российской академии наук Институт космофизических исследований и распространения радиоволн Дальневосточного отделения РАН | Способ дистанционного измерения напряжений в недрах сквозь толщу поглощающей породы в условиях сильных помех |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| УВАРОВ В.Н. и др. Электромагнитное излучение литосферного происхождения, метод обнаружение и первые результаты// Приборы и техника эксперимента. - 2010, №6, с.131-137. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540126C1 (ru) * | 2013-09-25 | 2015-02-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ пространственного мониторинга источников электромагнитного излучения |
| RU2615515C2 (ru) * | 2013-10-29 | 2017-04-05 | Учреждение Российской академии наук Институт космофизических исследований и распространения радиоволн Дальневосточного отделения РАН | Способ дистанционного измерения напряжений в недрах сквозь толщу поглощающей породы в условиях сильных помех |
| RU2551355C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ определения координат источника радиоизлучения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101438571B1 (ko) | 유도형 광대역 3성분 시추공 자기장 계측센서 및 이를 이용한 시추공 전자탐사방법 | |
| Asten et al. | The quantitative advantages of using B-field sensors in time-domain EM measurement for mineral exploration and unexploded ordnance search | |
| EP2734869B1 (en) | Finding oil content of the formation using dielectric spectroscopy | |
| Adamchuk et al. | Tools for proximal soil sensing | |
| Borla et al. | Electromagnetic emission as failure precursor phenomenon for seismic activity monitoring | |
| AU2017201205A1 (en) | System and method for geophysical surveying using electromagnetic fields and gradients | |
| Garré et al. | Geophysical methods for soil applications | |
| US9791588B2 (en) | Finding porosity and oil fraction by means of dielectric spectroscopy | |
| Caylak et al. | Importance of ground properties in the relationship of ground vibration–structural hazard and land application | |
| RU2473101C1 (ru) | Способ пассивной локации близко расположенных источников электромагнитного излучения на фоне мощных излучений удаленных источников | |
| Meyer et al. | New Airborne Methods and Procedures for the Exploration of Mineral Resources-An Overview of BGR Activities | |
| RU2615515C2 (ru) | Способ дистанционного измерения напряжений в недрах сквозь толщу поглощающей породы в условиях сильных помех | |
| RU2732545C1 (ru) | Способ геологической разведки минералов | |
| Oden | Combining advances in EM induction instrumentation and inversion schemes for UXO characterization | |
| RU2559046C2 (ru) | Способ поиска углеводородов | |
| Maniak | Measuring Electromagnetic Emissions from Active Landslides | |
| RU2586341C2 (ru) | Способ определения магнитного азимута в скважинном инклинометре в процессе бурения | |
| RU2528115C1 (ru) | Способ геоэлектроразведки в условиях техногенной инфраструктуры | |
| US20190196045A1 (en) | Method and apparatus for marine electrical exploration | |
| Pralat et al. | Electromagnetic & acoustic emission from the rock-experimental measurements | |
| Huang et al. | Detecting buried nonmetal objects using soil magnetic susceptibility measurements | |
| He et al. | Steel reinforcing bar detection using electromagnetic method | |
| Claussen | Advanced quantum sensing technologies & underground utility detection. | |
| BURLAN-ROTAR et al. | CONSIDERATIONS ON ELECTROMAGNETIC HUMIDITY MEASUREMENT IN SIMPLE MASONRY WALLS | |
| Leucci et al. | Forensic Geophysics Instrumentation and Data Acquisition |