지구물리학 매신트

Geophysical MASINT

지구물리학적 MASINT(Measurement and Signature Intelligence, MASINT)의 한 분야로 지구(지상, 물, 대기)를 통해 전달되는 현상, 방출되거나 반사된 소리, 압력파, 진동, 자기장 또는 전리층 장애 등 인공 구조물을 포함한다.[1]

미 국방부에 따르면 MASINT는 기술적으로 파생된 정보(전통적인 이미지 IMINT 및 신호 지능 SIGINT 제외)로서 전용 MASINT 시스템에 의해 수집, 처리 및 분석될 때 서명(간결성 특성)을 탐지, 추적, 식별 또는 기술하는 지능이 발생한다.고정 또는 동적 대상 소스. MASINT는 1986년에 공식적인 정보 규율로 인정받았다.[2] MASINT를 설명하는 또 다른 방법은 "비문학적인" 규율이다. 그것은 대상의 의도하지 않은 방출 부산물인 "트레일" 즉 물체가 남겨둔 스펙트럼, 화학 물질 또는 RF를 먹고 산다. 이러한 추적은 구별되는 서명을 형성하는데, 이는 특정 사건의 특성을 파악하거나 숨겨진 대상을 공개하기 위한 신뢰할 수 있는 판별자로 이용될 수 있다."[3]

MASINT의 많은 분과와 마찬가지로, 특정 기법은 MASINT를 전기 광학, 핵, 지구 물리학, 레이더, 재료 및 무선 주파수 분야로 나누는 MASINT 연구 및 연구 센터에서 정의한 6대 개념 분야와 중복될 수 있다.[4]

군사 요구 사항

지구물리학 센서는 항해용 기상예측부터 상업용 어업용 어획량, 핵실험 금지 검증까지 재래식 군사 및 상업용 응용 분야에서 오랜 역사를 갖고 있다. 그러나 새로운 도전은 계속 대두되고 있다.

다른 재래식 군대에 대항하는 1차 세계 군대의 경우 표적을 배치할 수 있다면 파괴할 수 있다는 가정이 있다. 그 결과 은폐와 기만 행위가 새로운 중대성을 띠게 되었다. "스틸스" 저관측성 항공기는 많은 관심을 받았고, 새로운 해상 선박 설계는 관측가능성 감소를 특징으로 한다. 혼란스러운 연근 환경에서 작동하면 간섭을 감추는 일이 많이 발생한다.

물론, 잠수부들은 그들이 낮은 관측가능성을 발명했다고 느끼고 있고, 다른 사람들은 단순히 그들로부터 배우고 있다. 그들은 깊이 들어가거나 최소한 초조화 상태로 가고, 자연적인 특징들 사이에 숨는 것은 그들을 발견하기 매우 어렵게 만든다는 것을 알고 있다.

많은 것들 중에서 군사 애플리케이션의 두 가족은 지구 물리학적 MASINT를 시도할 수 있는 새로운 도전을 나타낸다. 또한 무인 접지 센서를 참조하십시오.

깊이 매장된 구조물

국가들이 대량살상무기, 지휘소, 그리고 다른 중요한 구조물들을 보호하기 위한 가장 쉬운 방법 중 하나는 그것들을 깊게 매장하는 것이다. 아마도 자연 동굴이나 폐광산을 넓히는 것이다. 깊숙히 매장하는 것은 물리적 공격에 대한 보호 수단일 뿐만 아니라, 핵무기를 사용하지 않더라도 공격할 수 있는 정밀 유도폭탄이 깊이 침투해 있기 때문이다. 공사 중 적절한 은닉이 있는 깊은 매몰은 정밀유도무기를 지휘할 수 있을 정도로 매몰시설의 위치를 상대방이 잘 아는 것을 피하는 방법이다.

그러므로 깊이 매장된 구조물을 찾는 것은 중요한 군사적 요구 사항이다.[5] 심층 구조를 찾는데 있어서 통상적으로 첫 번째 단계는 IMINT인데, 특히 은폐를 제거하기 위해 과대망상 IMINT 센서를 사용한다. "초점화 이미지는 토양의 수분 함량과 같은 다른 형태의 이미지 인텔리전스를 통해 얻을 수 없는 정보를 드러내는데 도움을 줄 수 있다. 이 데이터는 위장 그물망과 천연 잎을 구별하는 데도 도움이 될 수 있다." 그러나, 바쁜 도시 아래에 파놓은 시설은 건설하는 동안 발견하기가 매우 어려울 것이다. 깊숙히 매장된 설비가 존재한다고 의심받는 것을 상대가 알고 있을 때 적외선 센서를 혼동하기 위해 열원을 매립하거나, 단순히 구멍을 파고 덮는 등 안에 아무것도 없는 다양한 미끼와 유인물이 있을 수 있다.

음향, 지진 및 자기 센서를 사용하는 MASINT는 가능성이 있어 보이지만, 이러한 센서는 목표물에 상당히 근접해야 한다. 자기 변칙 탐지(MAD)는 공격 전 최종 국산화용으로 대잠수함전에 사용된다. 잠수함의 존재는 보통 수동적인 경청을 통해 확립되고 방향적인 수동 센서와 능동형 음파 탐지기로 정제된다.

일단 이 센서들(HUMINT와 다른 소스들뿐만 아니라)이 고장 나면, 중력 센서를 사용하여 넓은 지역과 깊이 은폐된 시설을 조사할 가능성이 있다. 중력센서는 새로운 분야지만 군사요건이 중요해지고 있는 반면 이를 위한 기술은 가능해지고 있다.

얕은 물에서의 해군 작전

특히 오늘날의 "녹색 물"과 "갈색 물" 해군 애플리케이션에서 해군들은 연골 작전 지역에서 운용해야 하는 새로운 과제를 해결하기 위해 MASINT 솔루션을 검토하고 있다.[6] 이번 심포지엄에서는 일반적으로 인정받는 MASINT의 5가지 기술 분야인 음향 및 지질학과 지질/시퀀스/교통, 비음향 탐지(생물학/광학/화학), 물리 해양학, 연안 기상학, 전자기 검출과 대조되는 흥미로운 5가지 기술 분야를 살펴보는 것이 유용하다는 것을 알게 되었다.

비록 요새화된 해변에 상륙하는 것에 반대하는 제2차 세계 대전 양식이 또 다시 있을 것 같지는 않지만, 연립 전쟁의 또 다른 측면은 수륙 양용 전쟁의 기회에 반응할 수 있다. 수심이 얕고 해변의 지뢰를 탐지하는 것은 여전히 도전으로 남아 있는데, 지뢰 전쟁은 치명적인 "가난한 사람의 무기"이기 때문이다.

해상 병력으로부터의 초기 착륙은 헬리콥터나 틸트로터 항공기로부터 이루어지겠지만, 에어 쿠션 차량들이 더 큰 장비를 해안으로 가져오고, 전통적인 착륙선, 이동식 도로 또는 다른 장비들이 해변을 가로질러 중장비를 가져오기 위해 결국 필요할 것이다. 얕은 깊이와 자연적인 수중 장애물은 얕은 물광산처럼 이러한 공예품과 장비에 대한 해변 접근을 차단할 수 있다. 합성 애퍼처 레이더(SAR), 공중 레이저 탐지 및 범위 측정(LIDAR), 수중 장애물 주변의 웨이크 트레일(Wake trail)을 감지하기 위한 생물 발광 사용 등이 이 과제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다.

해변으로 이동하거나 건너는 것에는 나름의 어려움이 있다. 원격으로 작동되는 차량은 착륙 경로를 매핑할 수 있으며, LIDAR 및 다경망 영상뿐만 아니라 이들 차량도 얕은 물을 감지할 수 있다. 일단 해변에 가면 흙은 중장비를 지탱해야 한다. 여기서 기법에는 표면의 내하력을 실제로 측정하는 다중 스펙트럼 영상 또는 공기 투하 투과계로부터 토양 유형을 추정하는 것이 포함된다.

기상 및 해양 정보 MASINT

일기예보의 과학과 기술은 전자 센서가 존재하기 훨씬 전에 현상을 예측하기 위해 측정과 시그너처 개념을 사용했다. 범선의 달인들은 바람으로 치켜든 젖은 손가락과 돛이 펄럭이는 것만큼 정교한 기구는 없을지도 모른다.

기상 정보는 군사작전의 정상적인 과정에서 전술에 큰 영향을 미친다. 강풍과 저기압은 포병 궤도를 바꿀 수 있다. 고온과 저온은 사람과 장비 모두 특별한 보호를 필요로 한다. 그러나 날씨 측면도 측정하여 서명과 비교할 수 있어 다른 센서의 결과를 확인하거나 거부할 수 있다.

기술의 상태는 기상학, 해양학, 음향 데이터를 다양한 표시 모드로 융합하는 것이다. 온도, 염분, 음속은 수평, 수직, 또는 입체적으로 표시할 수 있다.[7]

측정 및 서명을 기반으로 날씨 예측

초기 선원들은 오감을 넘어서는 센서가 없었던 반면, 현대 기상학자는 광범위한 지구물리학 및 전기 광학 측정 장치를 갖추고 있어 바다 밑바닥부터 깊은 우주까지 플랫폼에서 작동하고 있다. 이러한 측정에 근거한 예측은 과거 기상 사건의 서명, 이론에 대한 깊은 이해, 계산 모델에 근거한다.

일부 전투체계의 서명이 특정 기상조건에서만 운용될 수 있을 때 일기예보는 상당한 부정적인 정보를 줄 수 있다. 1944년 6월 5일이 아닌 6월 6일에 노르망디에 상륙하기로 한 결정이 드와이트 D에 의존했을 때처럼 날씨는 오랫동안 현대 군사 작전에 극히 중요한 부분이었다. 아이젠하워가 자신의 참모 기상 조언자인 제임스 마틴 스태그 선장에 대한 신뢰. 탄도미사일 재진입 차량처럼 빠른 것, 또는 정밀 유도탄처럼 '똑똑한' 것이 여전히 목표 지역의 바람의 영향을 받을 수 있다는 사실은 좀처럼 이해되지 않는다.

무인 접지 센서의 일부로,[8] 시스템 이노베이션의 원격 미니어처 기상관측소(RMWS)는 기상관측센서(MET)와 제한적인 MET의 천장계(클라우드 천장 높이)라는 두 가지 구성요소를 갖춘 경량, 소모성 및 모듈식 시스템을 갖춘 공중 드랍형 버전이다. 기본 MET 시스템은 지표면 기반이며 풍속과 방향, 수평 가시성, 지표 대기압, 대기 온도 및 상대 습도를 측정한다. 천장계 센서는 구름 높이와 이산 구름층을 결정한다. 이 시스템은 60일 동안 24시간 작동이 가능한 거의 실시간에 가까운 데이터를 제공한다. RMWS는 또한 미 공군 특수 작전 전투 기상[9] 요원들과 함께 들어갈 수 있다.

전투 기상캐스터들이 들여온 이 휴대용 버전은 원격 미니어처 천정계로서 추가적인 기능을 가지고 있다. 다중 레이어 구름 천장 높이를 측정한 다음 위성 통신 링크를 통해 운영자 디스플레이로 데이터를 전송하도록 설계된 이 시스템은 4메가와트 비눈 안전 레이저인 Neodinum YAG(NdYAG)를 사용한다. 한 기상캐스터에 따르면, "우리는 저것을 봐야 한다"고 그는 말했다. "그것을 밖에 놔두면 기본적으로 우리는 민간인들이 레이저를 발사하고 누군가 눈을 감을 수 있다는 것을 걱정한다. [RMWS에 대한] 두 개의 다른 단위가 있다. 하나는 레이저를 가지고 있고 하나는 레이저를 가지고 있지 않다. 기본적인 차이점은 레이저가 있는 쪽이 구름 높이를 줄 거라는 겁니다."

수력 센서

하이드로그래픽 MASINT는 수온과 염도, 생물학적 활동, 얕은 물에 사용되는 센서와 무기에 큰 영향을 미치는 요인 등을 고려한다는 점에서 날씨와 미묘하게 다르다. ASW 장비, 특히 음향 성능은 특정 해안 지역의 계절에 따라 달라진다. 온도, 염도, 탁도와 같은 물기둥 조건은 깊은 물보다 얕은 곳에서 가변적이다. 수심은 바닥의 재료와 마찬가지로 바닥의 바운스 조건에 영향을 미칠 것이다. 계절별 물기둥 조건(특히 여름 대 겨울)은 깊은 물보다 얕은 물에서 본질적으로 더 가변적이다.[6]

연근의 얕은 수면에 많은 관심이 집중되는 반면, 다른 지역은 독특한 수문학적 특성을 가지고 있다.

  • 담수 에디가 있는 지역
  • 오픈오션 염분 전선
  • 얼음 플로우 근처
  • 언더 아이스

잠수함 전술 개발 활동은 "세계 여러 지역에 신선한 물 에디가 존재한다. 최근 멕시코만에서 전술해양감시시스템(TOMS)을 이용해 경험했듯이 잠수함 비행대 임무프로그램 라이브러리(SFPL) 음파탐지 예측을 신뢰할 수 없게 만드는 매우 뚜렷한 표면 덕트가 존재한다. 정확한 욕탕 정보가 무엇보다 중요하며 정확한 음파탐지기 예측을 위한 선행조건이다."

온도와 염도

물에서 작동하는 능동형 및 수동형 MASINT 시스템이 필요로 하는 소리의 예측에 중요한 것은 특정 깊이의 온도와 염도를 아는 것이다. 대잠수함 항공기, 선박, 잠수함 등은 수온을 다양한 깊이에서 측정하는 독립적인 센서를 방출할 수 있다.[10] 열선에서의 수온 변화가 음향 전파의 "배리어" 또는 "레이어"로 작용할 수 있기 때문에 수온은 음향 탐지에 있어 매우 중요하다. 수온을 알고 있는 잠수함을 사냥하려면 수온선 아래로 음향센서를 떨어뜨려야 한다.

물의 전도성은 염분을 대신하는 표식기로 사용된다. 그러나 현재와 가장 최근에 개발된 소프트웨어는 물이나 바닥 특성에서 부유물질에 대한 정보를 제공하지 않으며, 둘 다 얕은 물 운용에서 중요한 것으로 간주된다.[6]

미 해군은 1978-1980 빈티지, 잠수함용 AN/BQH-7, 해상용 AN/BQH-71을 기록기로 전송하는 소모성 탐침을 투하하는 방식으로 이를 수행한다. 70년대 후반의 재설계가 디지털 로직을 도입했지만, 이 장치들은 아날로그 레코더를 유지하기가 어려웠으며, 1995년에는 유지보수가 매우 중요해졌다. AN/BQH-7/7A EC-3으로 이어지는 COTS 구성요소와 함께 프로젝트가 확장되기 시작했다.[11] 1994-5년에는, 서비스 중인 유닛의 유지보수가 중요해졌다.

적절한 프로브 선택 시 변수:

  • 최대 깊이가 울림
  • 선박의 발사 속도
  • 데이터 점 사이의 분해능 수직 거리(ft)
  • 깊이 정확도

바이오매스

큰 물고기 떼는 해저나 인공 수중 차량과 구조물을 숨길 수 있을 만큼 충분히 덫에 걸린 공기를 포함하고 있다. 상업 및 레크리에이션 어업을 위해 개발된 어획기는 표면과 바닥 사이의 음향반사를 식별할 수 있는 특수 소나다. 특히 해양생물이 풍부한 연근지역에서는 상업용 장비에 대한 변형이 필요하기 쉽다.

해저 측정

바닥 및 지표면 아래 특성

바다 밑바닥을 진흙, 모래, 자갈 등으로 특징 짓기 위해 다양한 센서를 사용할 수 있다. 능동형 음향센서가 가장 분명하지만, 중력센서, 전자광학센서, 레이더센서에서 수면을 추론할 수 있는 잠재적 정보가 있다.

에코 경보 발생기 등 비교적 단순한 소나기를 애드온 모듈을 통해 해저 분류 시스템으로 승격할 수 있어 에코 파라미터를 침전물로 변환할 수 있다. 서로 다른 알고리즘이 존재하지만 모두 반사된 음향기 핑의 에너지나 형태 변화를 기반으로 한다.

사이드스캔 소나기는 음파탐지기를 하단 바로 위쪽으로 이동시켜 한 지역의 지형도를 도출하는 데 사용할 수 있다. 멀티빔 선체를 장착한 소나기는 바닥 근처의 센서만큼 정밀하지는 않지만, 둘 다 합리적인 3차원 시각화를 제공할 수 있다.

또 다른 접근방식은 기존 군사용 센서의 신호 처리 능력 향상에서 나온다.[12] 미 해군 연구소는 해저 특성뿐만 아니라 해저 특성도 모두 입증했다. Sensors used, in different demonstrations, included normal incidence beams from the AM/UQN-4 surface ship depthfinder, and AN/BQN-17 submarine fathometer; backscatter from the Kongsberg EM-121 commercial multibeam sonar; AN/UQN-4 fathometers on mine countermeasures (MCM) ships, and the AN/AQS-20 mine-hunting system. 이들은 "하단 및 하위 표면 특성화" 그래픽을 제작했다.

화학, 생물, 방사선 무기 전파에 미치는 기상 영향

Fuchs 2 정찰기의[13] 개선사항 중 하나는 풍향과 속도, 공기와 지면 온도, 기압과 습도와 같은 데이터를 포함한 기상 기구를 추가하는 것이다.

어쿠스틱 MASINT

여기에는 수동적이거나 능동적으로 방출되거나 반사되는 소리, 대기(ACUSINT) 또는 물(ACINT)에서 또는 지면을 통해 수행되는 압력파 또는 진동의 수집이 포함된다. 중세시대로 거슬러 올라가면 군사 기술자들은 요새 아래에서 텔테일을 파내는 소리를 들을 수 있다.[1]

현대에는 제1차 세계대전에 해당하는 포병들과 마찬가지로 음향센서가 처음으로 공중에서 사용되었다. 제1차 세계대전의 연합군들이 독일 잠수함에 대항하여 사용했던 수동수질대; UC-3는 1916년 4월 23일 수질의 도움으로 침몰되었다. 물에 잠긴 잠수함은 레이더를 사용할 수 없기 때문에 수동적이고 능동적인 음향시스템이 1차 센서다. 특히 수동형 센서의 경우, 잠수함 음향 센서 운영자는 소리의 출처를 식별하기 위해 광범위한 음향 서명 라이브러리를 보유해야 한다.

얕은 물에서는 MASINT 센서가 추가로 필요할 수 있는 기존 음향 센서에 대한 어려움이 충분하다. 두 가지 주요 교란 요인은 다음과 같다.

  • 경계 교호작용. 해수면과 해수면이 얕은 물 속 음향 시스템에 미치는 영향은 매우 복잡해 범위 예측이 어렵다. 다중 경로 성능 저하는 전체적인 성과 및 활성 분류에 영향을 미친다. 이에 따라 허위 표적식별이 빈발하고 있다.
  • 실질적인 한계. 또 다른 중요한 문제는 얕은 물의 전파와 반향의 범위 의존성이다. 예를 들어, 얕은 물은 견인된 소음 감지 어레이의 깊이를 제한하므로 시스템이 자체 소음을 감지할 가능성이 높아진다. 또한 선박 간격을 좁히면 상호 간섭 효과가 발생할 가능성이 높아진다. 얕은 수역의 해상 작전에서는 자기, 광학, 생물 발광, 화학, 유체역학 교란 등의 비음향 센서가 필요할 것으로 생각된다.[6]

배터리 및 카운터나이퍼 위치 및 범위 조정

지금은 주로 역사적 관심사였지만, 음향 및 광학 MASINT의 최초 적용 분야 중 하나는 제1차 세계대전 중 각각 발포 소리와 섬광으로 적의 포를 찾아내는 것이었다. 효과적인 음향 범위는 영국군이 노벨 로리아트 윌리엄 브래그의 지도하에 개척한 것이었다. 플래시 스팟팅은 영국, 프랑스, 독일 군대에서 병렬로 발전했다. 음향 범위(즉, 어쿠스틱 MASINT)와 플래시 범위(즉, 현대 광전자공학 이전의)의 조합은 정확성과 적시성 모두에서 그 시간 동안 전례 없는 정보를 제공했다. 적의 포진 위치는 25~100야드 이내에 위치했으며, 3분 내외로 정보가 들어왔다.

초기 WWI 대배터리 음향 시스템

사운드 범위 지정

"사운드 레인지링" 그래픽에서 유인 청취(또는 어드밴스드) 포스트는 무인 마이크의 라인에서 몇 초(또는 약 2000야드) 전방으로 배치되어 녹음기에 전기 신호를 보내 녹음 장치를 켜도록 한다. 마이크의 위치는 정확히 알려져 있다. 녹음에서 추출한 음향 도착 시간의 차이는 여러 기법 중 하나로 소리의 근원을 그리는 데 사용되었다. http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#SoundRanging을 참조하십시오.

여기서 음 범위 조정은 현대의 다종 센서와 다르지 않은 도착 시간 기법이다. 플래시 스팟팅은 정확하게 조사된 관측 초소에서 플래시에 베어링을 장착하기 위해 광학 기구를 사용했다. 총의 위치는 같은 총의 섬광에 보고된 베어링을 모의하여 결정되었다. 오늘날 http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#FieldSurveyCoy 플래시 범위를 보면 전자동 MASINT라고 불릴 수 있다.

비록 1950년대에 플래시 없는 추진체의 광범위한 채택과 증가하는 포병 범위 때문에 플래시 스팟팅은 일반적으로 중단되었지만, 제2차 세계 대전을 통해 그리고 오늘날까지 최신 형태로 사용되고 있다. 비록 2차 세계대전에 부표 레이더가 나타났지만, 그 자체로 MASINT 레이더 센서인 총기를 탐지할 수 있는 이동식 대배터리 레이더는 1970년대 후반에 사용 가능하게 되었다. 이러한 기법은 제1차 세계 대전에서 시작된 SIGINT의 무선 방향 발견과 병렬로 연결되며, 그래픽 베어링 플롯을 사용했으며, GPS의 정밀 시간 동기화와 함께 이제는 종종 도착 시간대가 된다.

현대식 음향 포병 위치 파악기

현재 포병 진지는 주로 무인항공시스템과 IMINT 또는 대증류소 레이더(예: 스웨덴 아트후아르)가 배치되어 있다. SIGINT는 또한 사격 명령을 위한 COMINT와 기상 레이더와 같은 것에 대한 ELINT와 함께 위치의 단서를 제공할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 방음 시스템과 전자 광학 시스템 둘 다에 대한 관심이 높아져 역류소 레이더가 보완되고 있다.

음향센서는 제1차 세계대전 이후 많은 발전을 이루었다. 일반적으로 음향 센서는 정밀도는 더 높지만 시야가 좁은 레이더 또는 전자 광학 센서에 신호를 주는 결합 시스템의 일부다.

HALO

영국의 적대적 포병위치확인시스템(HALO)은 1990년대부터 영국 육군과 함께 복무하고 있다. HALO는 레이더만큼 정밀하지는 않지만 특히 방향 레이더를 보완한다. 360도 커버리지로 대포와 박격포, 전차포를 소극적으로 탐지하고 2000평방킬로미터 이상을 감시할 수 있다. HALO는 도시 지역, 발칸 산맥, 이라크의 사막에서 일했다.[14]

이 시스템은 3개 이상의 무인 센서 위치로 구성되며, 각각 4개의 마이크로폰과 로컬 프로세싱이 있으며, 이들은 총, 모르타르 등에 대한 베어링을 추론한다. 이러한 베어링은 소리의 근원을 삼각측량하기 위해 이들을 결합하는 중앙 프로세서에 자동으로 전달된다. 최대 초당 8라운드까지 위치 데이터를 계산해 시스템 운영자에게 표시할 수 있다. HALO는 전방향성이 아닌 코브라 및 아트허 카운터 배터리 레이더와 연계해 정확한 섹터에 집중할 수 있다.

유탐스

다른 음향 시스템은 미국 육군 연구소가 개발한 무인 과도 음향 MASINT 센서(Utomative Transient Acoustic MASINT Sensor, UTAMS)로 박격포와 로켓 발사 및 충격을 감지한다. UTAMS는 PTDS(Persistent Threat Detection System)의 기본 신호 센서로 남아 있다. ARL은 UTAMS를 탑재한 에어로스타트를 장착하여 2개월 남짓 만에 시스템을 개발했다.[15] 이라크로부터 직접 요청을 받은 후, ARL은 이 능력을 신속하게 방어하기 위해 여러 프로그램의 요소들을 통합했다.[16]

UTAMS는 3-5개의 음향 어레이를 갖추고 있으며, 각각 마이크로폰 4개, 프로세서, 라디오 링크, 전원, 노트북 제어 컴퓨터가 있다. 이라크에서 첫 작전이었던 UTAMS는 2004년 11월 이라크의 특수부대 작전기지(SFOB)에서 처음 실험했다.[17] UTAMS는 AN/TPQ-36 및 AN/TPQ-37 대증류소 레이더와 함께 사용되었다. UTAMS는 주로 간접포사격을 탐지하기 위한 것이었지만, 특수부대와 소방지원관은 그것이 급조된 폭발장치(IED) 폭발과 소형 무기/로켓 추진 수류탄(RPG) 화재를 정확히 찾아낼 수 있다는 것을 알게 되었다. 센서에서 최대 10㎞ 떨어진 지점(POO)을 감지했다.

UTAMS와 레이더 로그 분석 결과 몇 가지 패턴이 드러났다. 반대 세력은 관측된 식사 시간 동안 60mm 박격포를 발사했는데, 아마도 그것이 가장 많은 수의 인원을 배치하고 많은 사상자를 낼 수 있는 최고의 기회를 준 것으로 추정된다. 그것은 충격 이력만으로도 명백했을 것이지만, 이 MASINT 센서들은 적의 사격장치의 패턴을 확립했다.

이를 통해 미군은 박격포를 발사 위치로 이동시킬 수 있었고, 박격포가 다른 임무를 수행했을 때 대포에 좌표를 부여했으며, 공격용 헬기를 양쪽 모두에 사용할 수 있었다. 상대는 야간 사격으로 바뀌었고, 다시 박격포, 포병, 헬리콥터 사격으로 맞섰다. 그 후 그들은 미국 포병의 발사가 허용되지 않는 도시 지역으로 이동했지만, 싸이옵스 전단지 투하와 고의적인 근접실수의 조합은 현지인들에게 박격포 대원들에게 성역을 주지 않도록 설득했다.

RLS(Rocket Launch Spotter) 시스템UTAMS의 타워 장착 UTAMS 어레이 구성요소

원래 아프가니스탄의 해병 요건에 대해 UTAMS는 전자 광학 MASINT와 결합하여 로켓과 박격포 모두에 대해 유용한 로켓 발사 스폿터(RLS) 시스템을 생산했다.

RLS(Rocket Launch Spotter) 애플리케이션에서는 각 배열이 4개의 마이크와 처리 장비로 구성된다.[18] 어레이 UTAMS의 각 마이크와 음향파 전선의 상호작용 사이의 시간 지연을 분석하면 원점 방위성이 제공된다. 각 타워의 방위각은 관제소의 UTAMS 프로세서에 보고되며, POO는 삼각측량하여 표시된다. UTAMS 서브시스템도 충격 지점(POI)을 감지해 위치를 파악할 수 있지만 음속과 빛의 속도 차이로 인해 13km 떨어진 로켓 발사용 PU를 결정하는 데까지 UTAMS가 30초 정도 걸릴 수 있다. 이 어플리케이션에서 RLS의 전자광학부품은 로켓 PUE를 조기에 검출할 것이며, UTAMS는 모르타르 예측으로 더 잘 할 수 있을 것이다.

패시브 해상 기반 음향 센서(수압)

현대식 친수성은 소리를 전기 에너지로 변환시켜 추가 신호 처리를 하거나 수신 스테이션으로 즉시 전송할 수 있다. 그것들은 방향일 수도 있고 전방위적일 수도 있다.

해군은 전술적, 전략적으로 대잠수함전에서는 특히 수동적으로 다양한 음향시스템을 사용한다. 전술적 사용을 위해, 선박과 공중 투하된 소노부이 둘 다의 수동 수분이 대잠수함전에 광범위하게 사용된다. 그들은 능동형 음파 탐지보다 멀리 떨어진 목표물을 탐지할 수 있지만, 일반적으로 능동형 음파탐지기의 정밀위치를 가지지 못할 것이며, 이는 표적운동분석(TMA)이라는 기술로 대략적인 것이다. 패시브 소나(passive sna)는 센서의 위치를 밝히지 않는 장점이 있다.

USNS Abable(T-AGOS-20) SURTAS 장비 뷰.

통합 해저 감시 시스템(IUS)은 SOSUS, FDS(Fixed Distributed System) 및 Advanced Deploymentable 시스템(ADS 또는 SURTAS)의 여러 하위 시스템으로 구성된다. SOSUS는 냉전 블루워터 작전에 대한 강조를 줄였고 SURTAS라고 불리는 보다 유연한 "투나 보트" 감지 선박이 1차 블루워터 장거리[19] 센서 SURTAS는 잠수함이나 구축함 같은 기동 선박에서 배치될 수 있는 것보다 더 길고 더 민감한 수동 음향 어레이를 사용했다.

SURTAS는 현재 LFA(Low Frequency Active) 소나로 보완되고 있다. 소나 섹션을 참조하십시오.

에어드롭 패시브 어쿠스틱

AN/SSQ-53F와 같은 수동형 소노부이는 방향 또는 전방향일 수 있으며 특정 깊이까지 가라앉도록 설정할 수 있다.[10] 이것은 헬리콥터와 P-3와 같은 해상 초계기에서 떨어질 것이다.

고정 수중 수동형 음향 센서

미국은 소련과 다른 잠수함들을 추적하기 위해 해저에 대규모 고정 감시 시스템(SOSUS라고도 한다)을 설치했다.[20]

표면 선박 패시브 음향 센서

순수하게 검출의 관점에서 견인된 친수성 배열은 긴 베이스라인과 탁월한 측정 능력을 제공한다. 그러나 견인된 어레이가 항상 가능한 것은 아니다. 전개될 경우 고속 또는 과격한 회전으로 인해 성능이 저하되거나 완전히 손상될 수 있기 때문이다.

선체나 활의 수 많은 수중 음파탐지기 배열은 가변 깊이 소나처럼 보통 수동형 및 능동형 모드를 가진다.

수상함에는 적의 수중 음파탐지를 위한 경고 수신기가 있을 수 있다.

잠수함 수동형 음향 센서

현대 잠수함은 활돔의 조향식 배열, 잠수함 측면을 따라 고정식 센서, 견인식 배열 등 수동식 수력식 계통을 여러 개 갖추고 있다. 그들은 또한 레이더 경고 수신기와 유사한 특수 음향 수신기를 가지고 있어 승무원에게 잠수함에 대한 능동형 음파 탐지기의 사용을 경고한다.

미국 잠수함들은 소련 잠수함과 수상함들의 사인을 측정하기 위해 광범위한 비밀순찰을 했다.[21] 이 어쿠스틱 MASINT 임무에는 공격 잠수함의 일상적인 순찰과 특정 선박의 서명을 포착하기 위해 파견된 잠수함이 모두 포함되었다. 공중, 지상 및 해저 플랫폼에 있는 미국의 대잠수함 기술자들은 광범위한 선박 음향 시그니처 라이브러리를 가지고 있었다.

수동형 음향 센서는 바다 위를 낮게 나는 항공기를 감지할 수 있다.[22]

지상 기반 수동형 음향 센서(지오폰)

베트남 시대 어쿠스틱 MASINT 센서에는 "아쿠부이(길이 36인치, 26파운드)가 낙하산을 위장한 채 떠내려와 나무에 걸렸고, 그곳에서 귀를 기울였다. 스파이크부이(길이 66인치, 40파운드)는 잔디 다트처럼 땅에 몸을 심었다. 잡초의 줄기처럼 보이는 안테나만이 땅 위에 모습을 드러내고 있었다."[23] 이것은 이글루 화이트 작전의 일부였다.

AN/GSQ-187 원격 전장 센서 시스템(I-REMBASS)의 일부분은 패시브 음향 센서로서, 다른 MASINT 센서와 함께 전장의 차량과 인원을 감지한다.[24] 수동형 음향 센서는 시그너처와 비교할 수 있는 추가 측정을 제공하며, 다른 센서를 보완하는 데 사용된다. I-REMBASS 제어는 약 2008년에 예언자 SIGINT/EW 지상 시스템과 통합될 것이다.

예를 들어 지상 검색 레이더는 같은 속도로 움직이는 탱크와 트럭을 구별하지 못할 수 있다. 그러나 음향 정보를 추가하는 것은 그것들을 빠르게 구별할 수 있다.

능동형 음향 센서 및 지원 측정

물론 전투용 선박은 능동형 음파 탐지기를 광범위하게 사용했는데, 이것은 아직 또 다른 음향 MASINT 센서다. 대잠수함전에서 명백한 응용 외에도, 전문화된 능동 음향 시스템은 다음과 같은 역할을 한다.

  • 항법 및 충돌 방지를 위한 해저 매핑. 여기에는 기본 깊이 게이지가 포함되지만 3차원 수중 매핑을 수행하는 장치로 빠르게 진입한다.
  • 소리 반사 특성을 이해하는 것에서부터 그곳에서 발견될 수 있는 해양 생물의 유형을 예측하는 것, 표면이 앵커링하거나 해저와 접촉할 다양한 장비를 사용하는 것에 이르기까지 다양한 용도에 대한 해저 특성 결정

실험실에 다양한 합성 조리개 소나가 만들어졌고 일부는 광산 채굴과 수색 시스템에 사용되기 시작했다. 그들의 작동에 대한 설명은 합성 조리개 음파 탐지기에 나와 있다.

수면, 어류 간섭 및 하단 특성

수면과 바닥이 반사되어 경계를 흩뜨리고 있다. 방광 균형 장치에 공기가 있는 대규모 물고기 학파도 음향 전파에 상당한 영향을 미칠 수 있다.

많은 목적을 위해, 그러나 모든 해군 전술적 용도는 아니지만, 해공 표면은 완벽한 반사체로 생각할 수 있다. 그는 "해저와 해수면이 얕은 물 속 음향 시스템에 미치는 영향은 매우 복잡해 범위 예측이 어렵다. 다중 경로 성능 저하는 전체적인 성과 및 활성 분류에 영향을 미친다. 그 결과 거짓 표적식별이 빈번하게 일어나고 있다."[6]

물과 바닥 사이의 음향 임피던스 불일치는 일반적으로 표면보다 훨씬 적고 더 복잡하다. 바닥 재료의 종류와 층의 깊이에 따라 달라진다. 이 경우 하단의 소리 전파를 예측하기 위한 이론이 개발되었는데, 예를 들어 비오트와[25] 버킹엄이 이를 들 수 있다.[26]

수면

고주파 소나(약 1kHz 이상)의 경우 또는 바다가 거칠을 때 입사음의 일부가 산란되고, 크기가 1 미만인 반사계수를 할당해 이를 고려한다.

선박에서 직접 표면 효과를 측정하기보다는 항공기나 위성에서 레이더 MASINT가 더 나은 측정을 제공할 수 있다. 그런 다음 이러한 측정은 선박의 음향 신호 프로세서로 전송된다.

언더 아이스

물론 얼음으로 덮인 표면은 폭풍으로 움직이는 물과도 엄청난 차이가 있다. 순수하게 충돌 회피와 음향 전파로부터 잠수함은 그것이 얼음 바닥에 얼마나 가까운지 알 필요가 있다.[27] 잠수함이 얼음을 뚫고 미사일을 발사하거나 전자 돛대를 올리거나 배를 띄워야 할 수 있기 때문에 3차원 얼음 구조를 알 필요가 있다는 것은 명확하지 않다. 3차원 얼음 정보도 잠수함 함장에게 대잠수함전 항공기가 이 보트를 탐지하거나 공격할 수 있는지 여부를 알려줄 수 있다.

이 기술의 상태는 잠수함에 가장 낮은 부분(얼음 킬)과 얼음 캐노피 등 위의 얼음을 입체적으로 시각화하는 것을 제공하고 있다. 소리는 액체 상태의 물과 달리 얼음에서 전파되겠지만, 얼음은 여전히 부피로서, 그 안에서 울려 퍼지는 반향의 성격을 이해할 필요가 있다.

밑단
견인된 프로브가 있는 사이드캔 음파탐지 다이어그램, 멀티빔 선박 장착에 비해 성능이 뛰어나지만 비교할 수 있음

대표적인 기본 깊이 측정장치는 US AN/UQN-4A이다. 수면과 바닥이 모두 반사되어 경계를 흩뜨리고 있다. 많은 목적을 위해, 그러나 모든 해군 전술적 용도는 아니지만, 해공 표면은 완벽한 반사체로 생각할 수 있다. 실제로 수면 활성, 해저 특성, 수온과 염도 등의 복합적인 상호작용이 존재하며, 그 밖에 "...범위 예측을 어렵게 하는 요인들도 있다. 다중 경로 성능 저하는 전체적인 성과 및 활성 분류에 영향을 미친다. 그 결과 거짓 표적식별이 빈번하게 일어나고 있다."[6]

그러나 이 장치는 하단의 특성에 관한 정보를 제공하지 않는다. 많은 점에서 상업적 어업과 해양 과학자는 얕은 물 운용에 필요한 것으로 인식되는 장비를 가지고 있다.

수중음파탐지기 반사에 대한 생물학적 영향

더 복잡한 것은 바람이 발생시키는 거품이나 물고기가 해수면에 가까이 있다는 것이다.[28] 거품들은 또한 사건의 일부와 흩어진 소리를 흡수하는 깃털을 형성할 수 있고, 소리 자체도 일부 분산시킬 수 있다.[29]

이 문제는 고슴도치와 다른 고래류의 삐걱거리는 소리와 같이 해양 생물이 발생시키는 음향 에너지에 의해 야기되고 음향 수신기에 의해 측정되는 생물학적 간섭과는 구별된다. 생물학적 음향 발생기의 서명은 심층부의 더 치명적인 거주자와 구별될 필요가 있다. 생물학을 분류하는 것은 음향 MASINT 과정의 매우 좋은 예다.

표면 전투원

ASW 임무가 있는 현대 표면 전투원들은 다양한 활동 시스템을 갖추게 될 것인데, 선체 또는 활에 장착된 배열은 고무 돔에 의해 물로부터 보호되고, 케이블에 "변수심" 음파 탐지기를 담그며, 특히 더 작은 선박에서는 고정된 음향 발생기와 수신기를 가지고 있다.

일부(전부는 아님) 선박은 패시브 견인 어레이 또는 결합된 액티브-패시브 어레이를 운반한다. 이러한 소음은 대상 소음에 의존하며, 이는 주변 소음이 많은 초소음 잠수함의 결합한 연막 환경에서 발생한다. 견인된 배열을 배치한 선박은 과격한 항로 기동 훈련을 할 수 없다. 특히 능동적 기능이 포함되면 배열을 2중 또는 다중성 센서로 취급할 수 있으며, 합성 조리개 음파탐지기(SAS)의 역할을 한다.

항공기와 협력하는 선박의 경우 항공기가 광범위한 처리 능력을 갖추고 전술 컴퓨터와 디스플레이로 직접 받아들일 수 있는 정보를 보낼 수 없는 한 소노부이 신호 처리기와 데이터 링크가 필요하다.

신호 프로세서는 신호를 분석할 뿐만 아니라 전파 조건을 지속적으로 추적한다. 전자는 보통 특정 음파 탐지기의 일부로 간주되지만, 미 해군은 AN/UYQ-25B(V) 음파 탐지기로 불리는 별도의 전파 예측기를 상황모드 평가시스템(SIMAS)에 탑재하고 있다.

ETC(Echo Tracker Classifier)는 기존 표면 선박 소나(SAS)에 MASINT 향이 뚜렷한 부속품이다.[30] ETC는 합성 애퍼처 소나(Synthetic Apropure Sanar)를 응용한 것이다. SAS는 이미 지뢰사냥에 사용되고 있지만, 기존 지상 전투원뿐만 아니라 미래 함정과 무인 지대함(USV)도 어뢰 사정권 밖에서 매우 조용한 공기 독립 추진 비핵 잠수함과 같은 위협을 탐지하는 데 도움을 줄 수 있다. 특히 얕은 물에서 어뢰 사거리는 10nmi 이상의 것으로 간주된다.

기존의 능동형 수중 음파 탐지기는 견인된 배열보다 더 효과적일 수 있지만, 현대의 연근 잠수함의 크기가 작기 때문에 어려운 위협이다. 매우 가변적인 바닥 경로, 생물학, 그리고 다른 요소들은 음파 탐지를 복잡하게 만든다. 표적이 느리게 움직이거나 밑바닥에서 대기하는 경우 도플러 효과가 거의 없거나 없어 현재의 소나들이 위협을 인식하는 데 사용한다.

주변 소음으로부터의 편차로 서명을 인식하여 음향학적으로 탐지된 모든 물체에 대한 지속적인 능동 추적 측정은 여전히 기존 음파탐지기와의 높은 허위 경보율(FAR)을 제공한다. 그러나 SAS 프로세싱은 특히 방위 측정의 분해능을 개선하는데, 복수의 ping에서 나온 데이터를 훨씬 더 큰 수신기의 효과를 주는 합성 빔으로 조립한다.

MASINT 지향 SAS는 형태 특성을 측정하고 위협의 서명에 부합하지 않는 음향 탐지 물체를 제거한다. 형상 인식은 서명 부분 중 하나일 뿐이며, 가능한 경우 코스 및 도플러를 포함한다.

공중낙하 액티브 소노부이

소나 송신기와 수신기를 포함하는 능동형 소노부이는 고정익 해상초계기(예: P-3, 님로드, 중국 Y-8, 러시아 및 인도 곰 ASW 변종), 대잠수함 헬리콥터 및 항공모함 기반 대잠수함 항공기(예: S-3)에서 떨어뜨릴 수 있다. 단순히 소노부이 수송기로서 다른 항공기를 이용하려는 노력이 있었지만, 소노부이 수송기는 소노부이 수송기에 명령을 내리고 어느 정도까지는 그들의 신호를 수신할 수 있다는 것이 일반적인 추정이다.

방향성 소수점 사령부 활성화 소노부이 시스템(DICASS)은 둘 다 소리를 발생시키고 그 소리를 듣는다. AN/SSQ 963D와 같은 전형적인 현대식 능동형 소노부이는 다수의 음향 주파수를 발생시킨다.[10] AN/SSQ 110B와 같은 다른 활성 소노부이는 음향 에너지원으로서 작은 폭발을 일으킨다.

공중 잠수 수중 음파탐지기

AN/AQS-13 수 많은 국가에서 사용하며 이탈리아, 일본, 영국에서 생산되는 항공기인 H-3 Sea King에서 배치된 디핑 소나

대잠수함 헬기는 케이블 끝부분에 '디핑(dipping)'하는 음파탐지기 헤드를 탑재할 수 있는데, 이를 헬기가 물에서 올리거나 내릴 수 있다. 헬리콥터는 일반적으로 다른 ASW 플랫폼이나 소노부이와 협력하여 목표 잠수함을 국지화하려고 할 때 음파 탐지기를 찍는다. 일반적으로, 헬리콥터는 민감한 수신기에 손상을 주지 않기 위해 ASW 무기를 떨어뜨린 후 머리를 들어올린다. ASW에 배정된 동일한 기본 헬리콥터의 모든 변종들이 디핑 소나를 운반하는 것은 아니다; 일부는 소노부이 또는 무기 용량과 음파 탐지기의 무게를 교환할 수도 있다.

다수의 국가가 사용하는 EH101 헬리콥터는 다양한 디핑 소나기를 가지고 있다. (영국) 로열 네이비 버전에는 페란티/톰슨-CSF(현 탈레스) 음파탐지기가 있고, 이탈리아 버전은 헬라스를 사용한다. 러시아의 Ka-25 헬리콥터는 탈레스 AQS-22 디핑 소나를 탑재하고 있는 US 램프, US MH-60R 헬리콥터도 디핑 소나를 탑재하고 있다. 구형 SH-60F 헬리콥터는 AQS-13F 디핑 소나를 탑재하고 있다.

감시 선박 저주파 활성

그들의 매우 높은 음압 고래 그리고 다른 해양 생물에 위험할 수 있 새로운 Low-Frequency 적극적인(LFA)시스템, .[31일] 결정 해양 감시용 선배열 음향 시스템 선박에 백혈구 기능 관련 항원을 고용할 경우 백혈구 기능 관련 항원 특정 고위험 지역에서 감소 전력 수준과 해양 lif에 사용되는 것으로 본다고 지적했다 환경 영향 말을 마치고 만들어졌다 논쟁의 여지가 있다.e, i움직이는 배에서 일할 때 안전할 것이다. 배의 움직임과 LFA 신호의 변동성은 개별 바다 동물에 대한 노출을 제한할 것이다.[32] LFA는 100–500 Hz의 저주파(LF) 음향 대역에서 작동한다. 액티브 컴포넌트, LFA 정통, 패시브 SURTAS 친수성 어레이를 갖추고 있다. "계통의 활성 부품인 LFA는 연구용 선박(R/V) 코리 슈에스트, USNS 임펠러블(T-AGOS 23), 승리용 클래스(TAGOS 19급) 등 해양학 감시선 아래 케이블로 매달린 18 LF 음향 송신원소자(프로젝터라 불린다) 세트다.

"개별 프로젝터의 소스 레벨은 215dB 입니다. 이 프로젝터들은 능동형 음파 탐지 신호나 "핑"을 생성한다. "핑" 즉, 전송은 6초에서 100초 사이에 지속될 수 있다. 전송 사이의 시간은 보통 6-15분이며 평균 전송 시간은 60초이다. 평균 듀티 사이클(전체 시간에서 소리 "ON" 시간의 비율)은 20% 미만이다. 과거 LFA 운용 변수(2003~2007년)에 근거한 일반적인 듀티 사이클은 통상 7.5~10%이다.

이 신호 "..."는 연속적인 톤이 아니라 주파수와 지속시간에 따라 변하는 파형의 전송이다. 각 연속 주파수 사운드 전송의 지속 시간은 보통 10초 이하가 된다. 신호는 소스에서 크게 울리지만 1km에 걸쳐 수위가 급격히 낮아진다."

잠수함 능동 음향 센서

잠수함의 1차 전술 능동형 수중 음파 탐지기는 보통 보호 돔으로 덮여 있는 활 안에 있다. 블루워터 운용용 잠수함은 AN/SQS-26, AN/SQS-53과 같은 액티브 시스템을 개발했지만 일반적으로 융복합 구역과 단일 하단 바운스 환경을 위해 설계되었다.

북극에서 활동하는 잠수함도 빙하 작전에 특화된 수중 음파 탐지기를 가지고 있다; 거꾸로 뒤집힌 비행 속도계를 생각해 보라.

잠수함은 또한 지뢰탐지 음파탐지기를 가지고 있을지도 모른다. 잠수함을 영구적으로 침몰시킬 생물학적 서명과 물체의 서명을 구별하기 위해 측정을 사용하는 것은 상상할 수 있는 만큼 MASINT 응용 프로그램이 중요하다.

광산 채굴을 위한 능동형 음향 센서

지뢰의 크기와 모양의 물체를 탐지하는 데 최적화된 소나들은 잠수함, 원격으로 운용되는 차량, 표면 선박(대부분 붐이나 케이블에 실려 있음)과 전문 헬리콥터로 운반할 수 있다.

기뢰제거와 총성을 이용해 테더에서 방출된 지뢰를 폭파하는 것을 주로 강조하던 것이 AN/SLQ-48(V)2 지뢰중화시스템(MNS)AN/SLQ-48 - (원격 작동) 지뢰중화차량으로 대체되었다. 이것은 광산과/또는 광산의 테더에 폭발적 전하를 가함으로써 깊은 물에서 광산을 구하는 데 효과적이다. AN/SLQ-48은 수심이 얕은 지뢰의 중성화에 적합하지 않다. 이 차량은 저출력 경향이 있으며 적절한 충격 조건에서 나중에 폭발할 수 있는 폭발물과 후속 음파탐색에 지뢰처럼 보이는 지뢰를 하단에 남길 수 있다.

ROV에는 지뢰탐지소나를 비롯해 (광학)텔레비전, 배에는 AN/SQQ-32 지뢰탐지소나가 있다.

대형 폭발의 음향 감지

시간 동기화 센서의 종류는 재래식 또는 핵 폭발의 특성을 나타낼 수 있다. 한 가지 파일럿 연구, 폭발 감시용 액티브 라디오 인터페로미터(ARIES. 이 기법은 표면 또는 대기 중 핵 또는 화학 폭발물에서 발생하는 전리권 압력파를 감시하기 위한 운영 체제를 구현한다. 폭발은 두 개의 다른 위성 경로를 따라 지상국에서 생성된 신호들 사이의 위상 변화를 측정함으로써 감지될 수 있는 압력파를 생성한다.[22] 이것은 제1차 세계대전의 매우 현대화된 버전이다.

많은 센서들이 그렇듯이, ARIES는 추가적인 용도로 사용될 수 있다. 지구 규모의 총 전자 함량 측정에 ARIS 데이터를 사용하고 기상/지구 환경 커뮤니티는 지구 기후 변화를 모니터링(대류권 수증기 함량 측정을 통한), 일반 전리권 물리학 커뮤니티는 이동 이온 연구를 위해 협력하고 있다.대류권 [33]장애

핵 사건 또는 핵 사건을 시뮬레이션하는 고폭발성 실험에 상대적으로 가까운 센서는 음향 방법을 사용하여 폭발로 인해 발생하는 압력을 감지할 수 있다. 여기에는 자연적, 인공적 사건에 의해 생성되는 대기 중 매우 저주파 음파를 감지하는 인트라하운드 마이크로 막대그래프(음향 압력 센서)가 포함된다.

마이크로 막대그래프(microbarograph)와 밀접하게 관련되어 있지만, 물속의 압력파를 감지하는 것은 수중 마이크와 섬의 움직임을 감지하는 특수 지진 센서 모두 수음향 센서다.

지진 매신트

미 육군 현장 매뉴얼 2-0은 지진 정보를 "지구 표면의 지진파나 진동의 수동적 수집 및 측정"[1]으로 정의한다. 지진 지능의 전략적 응용은 특히 지하 실험의 위치를 찾고 특징 짓기 위해 지진학의 과학을 이용한다. 지진 센서는 또한 핵무기의 높은 폭발성 구성 요소를 시험하는 데 사용되는 대규모 재래식 폭발의 특성을 나타낼 수 있다. 지진 정보도 대형 지하 건설 프로젝트 등의 위치를 파악하는 데 도움이 될 수 있다.

세계의 많은 지역이 자연 지진 활동이 매우 많기 때문에, 지진 MASINT는 평화시에도 측정에 대한 장기적인 약속이 있어야 하며, 따라서 자연 행동의 서명이 서명으로부터의 변동을 검색할 필요가 있기 전에 알려져야 한다는 강력한 주장 중 하나이다.

전략 지진 MASINT

핵실험 감지의 경우, 지진 지능은 조지 키스티아코프스키가 1960년에 만든 "임계 원리"에 의해 제한되는데, 이 원칙은 탐지 기술이 계속 향상되는 동안 작은 폭발을 감지할 수 없는 문턱이 아래에 있다는 것을 인식했다.[34]

전술 지진 MASINT

베트남 시대 원격 센서의 "McNamara 라인"에서 가장 흔한 센서는 사람과 차량을 감지하기 위해 지구 움직임을 감지하는 ADSID(Air-Deliversed Jiamin Intrusion Detector)이다. 그것은 더 작고 가벼웠다는 것(길이 31인치, 몸무게 25파운드)을 제외하면 스파이크부이와 닮았다. 지진 센서(및 분석가들에게도)의 도전은 바람, 천둥, 비, 지반 떨림, 동물, 특히 개구리에 의해 발생하는 거짓 경보를 분리하는 데 있어서 만큼이나 사람과 트럭을 탐지하는 데 있어서 큰 어려움이 아니었다."[23]

진동 매신트

이 하위 훈련은 진동을 감지하는 데 가장 많이 사용되는 센서의 이름을 따서 압전 MASINT라고도 부르지만, 진동 감지기가 압전일 필요는 없다. 일부 논의에서는 지진 및 진동 센서를 음향 MASINT의 하위 집합으로 취급한다는 점에 유의하십시오. 다른 가능한 감지기는 움직이는 코일이나 표면 음향파일 수 있다.[35] 진동은 감지해야 할 지구물리학적 에너지의 한 형태로서 음향지진 MASINT와 유사하지만, 특히 무인 접지 센서(UGS)에서 유용하게 사용할 수 있는 뚜렷한 차이를 가지고 있다. UGS 애플리케이션에서 압전 센서의 한 가지 장점은 배터리 용량에 따라 수명이 결정될 수 있는 원격 센서의 중요한 고려 사항인 전기를 소비하는 것이 아니라 트리거 시 전기를 발생시킨다는 것이다.

바다의 음향 신호는 물을 통해 이동하는 반면, 육지에서는 공기를 통해 전달된다고 가정할 수 있다. 그러나 진동은 육지의 고체 매체를 통해 이루어진다. 그것은 지진 전도 신호의 일반적인 것보다 더 높은 주파수를 가지고 있다.

대표적인 검출기인 탈레스 MA2772 진동은 압전 케이블로 지면 아래에 얕게 묻혀 750m까지 연장된다. 인사검출용 고감도 버전과 차량검출용 저감도 버전 등 2가지 변형 모델이 가능하다. 두 개 이상의 센서를 사용하면 센서가 트리거하는 시퀀스에서 이동 방향을 결정한다.

케이블 폼 팩터의 압전 진동 감지기는 매립되는 것 외에도 보안성이 높은 펜싱의 일부로 사용된다.[36] 그것들은 보호가 필요한 벽이나 다른 구조물에 내장될 수 있다.

마그네틱 매신트

자기계란 기기 주변의 자기장의 강도 및/또는 방향을 측정하는 데 사용되는 과학적인 기구다. 이들이 측정한 수치는 육상, 잠수함, 수중 및 대기 전파 조건에서의 차량 서명과 비교할 수 있다. 두 가지 기본 유형이 있다.

  • 스칼라 자력계는 자기장이 받는 자기장의 총 강도를 측정한다.
  • 벡터 자기계에는 자기장의 성분을 특정 방향으로 측정할 수 있는 기능이 있다.

지구의 자력은 장소마다 다르며 지구 자기장(자력권)의 차이는 다음 두 가지에 의해 발생할 수 있다.

  • 바위의 다른 성질은
  • 태양과 자기권의 전하 입자 사이의 상호작용

금속탐지기는 금속을 검출하기 위해 전자기 유도를 사용한다. 그들은 또한 금속 물체에 의해 야기되는 기존 자기장의 변화를 결정할 수 있다.

잠수함 탐지 루프 표시

1914년 영국 해군이 처음 설치한 수중 잠수함을 탐지하는 첫 번째 수단 중 하나는 그들이 물밑에 있는 대잠수함 표시기 고리를 통과하는 효과였다. 잠수함과 같이 그 위를 지나가는 금속 물체는 디가우스를 해도 루프 케이블에 전류를 유도할 정도의 자성을 가지고 있다.[37]이 경우 표시 코일을 가로지르는 금속 잠수함의 움직임이 오실레이터 역할을 하여 전류를 발생시킨다.

매드

자기 변이 검출기(MAD)는 지구 자기장의 미세한 변화를 감지하는 데 사용되는 기구다. 이 용어는 특히 군사력이 잠수함 탐지에 사용하는 자기계(강자성 물질 덩어리자기장에 탐지 가능한 교란을 일으킨다)자성 이상 탐지기는 제2차 세계대전 당시 잠수함을 탐지하기 위해 처음 사용되었다. MAD 기어는 일본과 미국의 대잠수함 병력이 모두 사용했으며, 함선으로 견인하거나 항공기에 탑재해 얕은 물에 잠긴 적 잠수함을 탐지했다. 미 해군은 전후에도 음파탐지 기술로 MAD 기어를 병행 개발했다.

P-3C의 MAD 리어 붐
SH-60B 시호크 헬리콥터는 뒤쪽 기체에 보이는 'MAD 새'로 알려진 오렌지색의 견인된 MAD 어레이를 탑재하고 있다.

항공기 동체의 전기 장비나 금속의 간섭을 줄이기 위해 MAD 센서를 붐 또는 견인 공기역학 장치 끝에 배치한다. 그렇더라도 잠수함은 항공기 위치와 매우 가깝고, 변화나 이상 징후를 탐지하기 위해 해면에 가까이 있어야 한다. 탐지 범위는 보통 센서와 잠수함 사이의 거리와 관련이 있다. 잠수함의 크기와 선체 구성이 탐지 범위를 결정한다. MAD 장치는 보통 항공기헬리콥터에 탑재된다.

MAD 붐 시스템을 이용한 물속 잠수함 탐지 메커니즘에 대한 오해가 있다. 자석모멘트 변위는 표면적으로는 주된 교란이지만, 잠수함은 비자성 선체를 가진 구조에도 불구하고 지구 자기장과 평행하게 방향을 잡았을 때에도 감지할 수 있다.

예를 들어, 소련-러시아 알파급 잠수함은 티타늄으로 만들어졌다. 이 가볍고 튼튼한 물질은 물론 독특한 원자력 발전 시스템으로 잠수함이 작전용 보트의 속도와 깊이 기록을 깨뜨릴 수 있었다. 비철 티타늄이 자성 ASW 센서를 무찌를 것으로 생각되었으나, 그렇지 않았다. 극적인 수중 성능과 MAD 센서에 의한 검출로부터 보호하는 것은 여전히 감지 가능하다.

티타늄 구조는 검출이 가능하기 때문에 MAD 센서는 지구 자기장의 편차를 직접 검출하지 않는다. 대신, 그것들은 매우 민감한 장거리 전기장 및 전자기장 검출기 배열로 설명될 수 있다.

물리적 환경 조건의 변동을 경험하는 도체에 전기장이 설치되며, 인접하고 충분한 질량을 갖는다는 전제하에, 전기장이 설치된다. 특히 잠수함 선체에서는 염도가 물의 온도에 의해 영향을 받기 때문에 선체 하단과 상단의 측정 가능한 온도 차이가 있어 관련 염도 차이가 발생한다. 염분 차이가 선체 전체에 전위를 생성한다. 이어 깊이와 온도로 분리된 바닷물의 층 사이로 선체를 통해 전류가 흐른다. 그 결과로 발생하는 동적 전기장은 그 자체로 전자기장을 생성하게 되고, 따라서 티타늄 선체도 같은 이유로 표면 선박처럼 MAD 스코프에서 검출될 수 있게 된다.

차량 감지기

원격 전장 감시 시스템(REMBASS)은 탱크와 같은 철의 물체의 존재, 속도, 방향을 감지하기 위한 미 육군 프로그램이다. 탱크의 소리 신호를 인식하는 음향센서와 결합하면 높은 정확도를 제공할 수 있다. 날씨 정보도 수집한다.[38]

육군 AN/GSQ-187 원격 전장 센서 시스템(I-REMBASS)에는 자기 전용 및 복합 패시브 적외선/자기 침입 탐지기가 모두 포함된다. DT-561/GSQ 핸드 엠블레이스 MAG "센서"는 차량(추적 또는 바퀴 달린 차량)과 철 금속을 운반하는 인원을 감지한다. 또한 탐지 구역을 통과하는 물체의 개수에 대한 정보를 제공하고 위치를 기준으로 이동 방향을 보고한다. 모니터는 이동 방향을 결정하기 위해 두 개의 서로 다른 (MAG 및 IR) 센서와 식별 코드를 사용한다.[38]

자기 기폭장치 및 대책

초기 유도 루프보다 훨씬 정교한 자기 센서가 지뢰나 어뢰의 폭발을 촉발할 수 있다. 미국은 2차대전 초기에 자성어뢰탐사기를 당시 기술의 한계를 훨씬 넘어 멀리까지 투입하려 했고 이를 무력화시킨 뒤 신뢰성이 없는 접촉 퍼징 작업을 벌여 선체에 부딪히는 것보다 무딘 물체 이상의 어뢰를 만들었다.

물은 압축할 수 없기 때문에, 선박의 용골 아래에서의 폭발은 공기-물 인터페이스에서의 폭발보다 훨씬 더 파괴적이다. 어뢰와 기뢰 설계자들은 폭발을 취약한 지점에 배치하고 대책 설계자들은 선박의 자기 서명을 숨기기를 원한다. 특히 여기서 서명은 특히 중요한데, 기뢰는 전함, 상선, 잠수함에 대해 선택적으로 만들어질 수 있기 때문이다.

제2차 세계대전에서 시작된 기본적인 대응책은 디가우징이었지만, 모든 자성을 제거하는 것은 불가능하다.

지뢰 탐지

지뢰는 적절한 자석 센서로 탐지할 수 있을 만큼 충분한 철 금속을 함유하고 있다. 그러나 정교한 지뢰는 금속 탐지 발진기를 감지할 수 있으며, 사전 프로그래밍된 조건에서는 지뢰 제거 인력의 저지를 위해 폭발한다.

Foerster Minex 2FD 4.500 프랑스군이 사용하는 금속탐지기.

모든 지뢰가 자기탐지기를 작동시킬 만큼 충분한 금속을 가지고 있는 것은 아니다. 불행히도, 가장 많은 수의 맵핑되지 않은 지뢰밭이 첨단 기술을 감당할 수 없는 세계 일부 지역에 있는 반면, 다양한 MASINT 센서는 지뢰 제거에 도움을 줄 수 있다. 여기에는 지상 매핑 레이더, 열 및 다중 스펙트럼 영상, 그리고 교란된 토양을 감지하기 위한 합성 개구부 레이더 등이 포함된다.

중력계 MASINT

중력은 질량의 함수다. 지구 표면 중력의 평균값은 초당 약 9.8m이지만, 충분히 민감한 계기를 감안할 때, 천연 물질의 다른 밀도로부터 국부적인 중력 변화를 감지할 수 있다: 중력의 가치는 모래 해변 위보다 화강암 단층석 위에서 더 클 것이다. 다시 한번 충분히 민감한 계측기로, 고체 암석과 숨겨진 시설을 위해 발굴된 암석 사이의 중력 차이를 감지할 수 있어야 한다.

Streland 2003은 계측기가 정말로 민감해야 한다고 지적한다: 지구 표면의 중력의 변화는 평균값의 10의6 순서에 있다. 매립 시설의 실제 중력 측정 검출기는 "사과가 아이작 뉴턴 경의 머리에 떨어지게 한 힘의 100만분의 1 미만"을 측정할 수 있어야 할 것이다. 실용적이 되려면 위치 간 중력 변화를 측정하면서 이동 중에 센서를 사용할 수 있어야 한다. 거리에 따른 이러한 변화를 중력 그라데이션이라고 하는데, 중력 그라데이션으로 측정할 수 있다.[5]

운용상 유용한 중력 그라디미터를 개발하는 것은 중요한 기술적 난제다.가지 유형인 SQUID 초전도 양자 간섭 소자 등급계는 적절한 민감도를 가질 수 있지만 우주에 있더라도 극저온 냉각이 필요하다. 운용상 훨씬 실용적이지만 필요한 민감도가 부족한 또 다른 기법은 현재 중력에 따라 궤도가 바뀌는 위성 쌍 사이의 거리를 측정하기 위해 레이더를 사용하는 중력회복기후실험(GRACE) 기법이다. 레이저를 레이더로 대체하는 것은 GRACE를 더 민감하게 만들 것이지만 아마도 충분히 민감하지는 않을 것이다.

더 유망한 기법은 아직 실험실에 있지만 양자 그라디메트릭(gadiometry)으로, GPS에 있는 기법처럼, 원자 시계 기법의 연장선이다. 기성 원자 시계는 양자 중력 그라디미터에서 측정한 공간 변화보다 시간에 따른 원자파의 변화를 측정한다. 인공위성에 GRACE를 사용하는 한 가지 장점은 시간이 지남에 따라 여러 지점에서 측정이 가능하다는 것이며, 결과적으로 합성개구레이더와 음파탐지기에서 볼 수 있는 개선 효과를 얻을 수 있다는 것이다. 그러나, 인간 규모의 깊이 매장된 구조물을 찾는 것은 광물 퇴적물과 해류를 찾는다는 당초 목표보다 더 어려운 문제다.

이것을 운용적으로 실현가능하게 하기 위해서는 상당히 무거운 위성을 극궤도에 올려놓기 위한 발사대가 있어야 하고, 센서들이 만들어낼 대량의 데이터를 온보드에서 저장해야 하는 필요성을 줄이기 위해 가능한 한 많은 지구 관측소가 있어야 할 것이다. 마지막으로 측지 데이터 베이스에서 사용 가능한 서명과 비교할 수 있는 형태로 측정을 변환하는 방법이 필요하다. 그러한 데이터 베이스는 매몰된 시설 서명이 눈에 띄도록 충분히 정밀하게 하기 위해 측정된 데이터로부터 상당한 개선이 필요할 것이다.

참조

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