Меня всегда интриговало множество изобретенных учеными и инженерами способов определения основных физических параметров, таких как температура, давление, напряжение, ток и электрические поля, и это лишь некоторые из них. В некоторых случаях сложность заключается в необходимости достижения широкого динамического диапазона, а в других – в требованиях исключительной чувствительности и разрешающей способности измерения интересующих нас сигналов.
К числу явлений, которые мы часто хотим измерить с высокой точностью, относятся магнитные поля, включая вездесущее магнитное поле нашей Земли. В принципе, измерение этого поля не представляет сложности, и для этого существует множество электрических и механических способов.
В последнее время по ряду причин возрос интерес к высокоточным измерениям магнитного поля Земли. Такие измерения могут использоваться, например, для более точного определения местоположения и идентификации подземных месторождений полезных ископаемых, а также для улучшения металлодетекторов, используемых в системах безопасности.
На первый взгляд последнее применение может показаться не совсем логичным. Ведь у нас есть система GPS, и мы привыкли думать, что она всегда с нами, но это далеко не так. Во-первых, она недоступна под землей или под водой. Во-вторых, существуют ситуации, когда GPS не работает из-за глушения или подделки сигнала.
В таких случаях возможность точного измерения изменений магнитного поля Земли и использования этих данных в сочетании с подробной локальной или глобальной картой магнитного поля станет ценным преимуществом, позволяющим осуществлять магнитную навигацию. Одним из главных преимуществ, конечно же, является то, что сигнал не может быть заглушен «злоумышленниками» и доступен везде, за исключением, разумеется, экранированных помещений.
Необходимая магнитная карта легко доступна. Магнитная модель мира (World Magnetic Model, WMM) [1] разработанная Национальными центрами экологической информации США (NCEI), содержит данные, согласующиеся с данными других стран. Это стандартная модель для систем навигации, ориентации и определения курса, использующих геомагнитное поле (Рисунок 1). WMM также используется в гражданских приложениях, включая системы навигации и определения курса.
 | |
| Рисунок 1. | Магнитная модель мира является стандартом для магнитного поля Земли; доступны другие модели и более подробная информация. (Источник: Национальное агентство геопространственной разведки США и Географический центр обороны Великобритании). |
NCEI также разработали Магнитную модель мира высокого разрешения (World Magnetic Model High Resolution, WMMHR) [2] – усовершенствованную модель магнитного поля с более полными данными о геомагнитных полях, чем в исходной Магнитной моделм мира. Существуют также частные магнитные карты для сильно локализованных областей.