Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

A global model of the electromagnetic background noise.

A global model of the electromagnetic background noise. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Lisa Rosenqvist, Elin Rabe
Ort: Stockholm
Sidor: 30
Utgivningsår: 2011
Publiceringsdatum: 2011-12-30
Rapportnummer: (FOI-R--3236--SE)
Nyckelord Elektromagnetiskt brus, geomagnetisk aktivitet, taktiska stödsystem, detektionssannolikhet, sensorer
Keywords Electromagnetic noise, geomagnetic activity, tactical decision aids, detection, probabilites, sensors
Sammanfattning Vi presenterar den senaste utvecklingen av en empirisk global modell av det elektromagnetiska bakgrundsbruset. Modellen tar hänsyn till det dominerande bidraget till det elektromagnetiska bakgrundsbruset som har sitt ursprung från jordens närrymdmiljö. Modellen är utvecklad utifrån en global modell över variationerna i det jordmagnetiska fältet för att uppskatte nivån av magnetiska störningar nära DC som funktion av rum och tid. Denna DC nivå relateras sedan till hela jordmagnetiska spektrumet (upp till 10 Hz) genom att undersöka statistiska egenskaper av det magnetiska spektrumet baserat på experimentella data. Experimentalla data visar att spektrumet kan modelleras med potenslagar vars exponenter är linjärt beroende av geomagnetiskt aktivitet, kvantifierat genom det så kallade KP indexet. Detta linjära beroende är i sin tur en funktion av latitud och tid. Det modellerade magnetiska spektrumet samt kunskap om vertikala variationer i jordskorpans elektriska ledningsförmåga möjliggör ytterligare bestämning av det elektriska spektrumet som funktion av djup. Slutligen valideras modellen genom jämförelse med experimentella elektromagnetiska data från FOI:s provplats i Stockholms skärgård där miljöparametrar är kända från tidigare fältförsök. Modellen ger goda resultat i högre frekvens domän (0.1-10 Hz) medan man för lägre frekvenser troligtvis måste ta hänsyn till bidrag från havsströmmarna. Förmågan att förutse det elektromagnetiska bakgrundsbruset är viktigt för både civila tillämpningar, t.ex. inför planering av geofysiska och magnetiska unders ökningar, såvll som militära tillämpningar, t.ex. utvärdera skydd, säkerhet och förmåga hos marina system med taktiska stödsystem.
Abstract We present the recent development of an empirical global model of the electromagnetic background noise. The model takes into account the main contribution from this background field originating from the Earth space environment. The model is developed on the basis of a global geomagnetic field model to find the spatial and temporal variation of the near DC magnetic disturbance across the globe. The extension of this DC level to the full geomagnetic spectrum (up to 10 Hz) is obtained by investigating the statistical behavior of the magnetic spectrum based on experimental data. It is found that the spectrum can be modeled with power laws with exponents linearly dependent on the level of geomagnetic activity, i.e. on the KP index. This linear dependence is in turn a function of latitude and time. The modeled magnetic spectrum as well as knowledge of the electrical conductivity profile in the Earth's crust further permits determination of the electric wave power spectrum with depth. Finally, the model is validated by comparison with experimental electromagnetic data from FOI's test site in the Stockholm archipelago where environmental parameters are known from previous field trials. The model gives excellent results in the higher frequency domain (0.1-10 Hz) while for lower frequencies one must probably account for contributions from ocean circulation. The ability to predict the electromagnetic background noise is important for both civilian, e.g. geophysical and aeromagnetic survey planning, as well as military applications, e.g. to evaluate protection, security and capability of naval systems with the use of tactical decision aids.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182