AUTOMAG : Système AUTOnome pour

MAGnétomètrie portative

Participants :Minoru UEHARA (IR CNRS CEREGE) - Yoann QUESNEL

(MCF CEREGE) - Corinne Rousse (MCF AMU CCJ MMSH)Partenaires impliqués :Jules Fleury (IR CNRS CEREGE) - Philippe Dussouillez (IR CNRS CEREGE) - Corinne Landuré (SRA PACA-CCJ MMSH) - Souen Fontaine (DRASSM

CCJ MMSH) - Claude Vella (MCF AMU, CEREGE)

Le Service Géophysique (carte magnétique)

Détection des anomalies magnétiques dues aux structures subsurface (archéologique, tectonique, géologique, déchets etc.).

La prospection besoin des précisions aux• Champs magnétique (1 nT)• Positionnement (1 m)

GPS Mag

Camargue

La motivation du développement

• Autonome (one-man opération)• Automatisation (drone etc..)• Portatif (prospection étranger)• Vectoriel (maximiser donnée)

Minimum 2 – 3 operateurs

250m

Repère

3ch24bit ADC

AnalogFE

PICMicro

controller

Flash MEMGPS

BatterieLithium

ANT

7.4V PWR

Carte

Capteur Fluxgate

BxByBz

Boîtier Aluminium

USB

Chargeur

Target Spécifications : Vectoriel, 10 nT, 1 m résolutions @ 10 Hz update ratePoids: < 500g Taille: 10 x 10 x 5 cm (max) Autonomie: >10 heurs

AUX9-axis

Attitude

Automag

HOSTPC

Drone Bateau / Véhicule A main Station fixe

Position: GPS (WGS84)Direction vectoriel: Attitude mètreChamp Magnétique vectoriel

GPS

xyz

GPS

Calendrier des développements2017 20182016

Plan

3 6 9 3 6 9 3 6

Assemblage

TestArboisCamargue

Programming

1er prototype

Rhône

TMod

2e prototype AOI CEREGE 2017

Gradiomètre

TOstia, Roma

Variation 1Imperméable

Variation 2Gradiomètre

PlanAssemblage

T dGPS

Variation 1

Variation 2

casq

ue, c

apte

ur

Real-time map

Prototype

Automag v1

1

2

4

1. Campus ArboisDebug, Anomalies Fortes

2. Camargue (Rés. Natu. Marais du Vigueirat)Anomalies Faibles

3. Chateauneuf-du-PapeBateau, Rhône

4. Ostia Antica (Parc Archéologique)Application Archéologique

Sites

3

Prototype3-axial Fluxgate magnetic field sensor

GPS antenna

GPScard

LiPo battery

Sensor direction Magnetic field vector

The geomagnetic field

F: 47475 nTD: 1.471 degI: 59.252 deg

43.5N 5.3E 200m

1 Fluxgate Sensor + Attitude + GPS

Télécharger

Marcher

Stocker

Post-traitements

Arbois test (15 minutes)Déclination (°) Inclination (°)

IGRF 1.5°

IGRF 59.3°

Champ Total (nT) IGRF 46465nT

voiture Chambre AmagnétiqueLabo magnétismeAutomag peut détecter des

anomalies fortes (>100 nT).

Panneaux solaire

1st test in the field

600 m

Beaucoup des problèmes « sans données » -> Ajouter la fonction de «auto-reprendre»Beaucoup des jumpings dans données GPS -> Ajouter anti-bruit électriques

Debugging dans le site.

Anomalies faibles Geonics (Cs)

Automag (FG)

Des bruits a cause de mouvement de capteur est plus fort que des anomalies.

Testing de bruit

Automag ne peux pas détecter des anomalies faibles (5 nT).

GPS erreurIn the forest or the shade of the building -> scattered GPS scattering @ Camargue (Site 2)

Z: 4mX, Y : 1 – 2 mNouvelle version: post-traitement de la donnée brute (DGPS, filtrage).

1m

1m

GPS X GPS X

GPS

Z

GPS

Y

Précision et Bruits Magnétique

46300

46302

46304

46306

46308

46310

46312

46314

46316

46318

46320

46470

46472

46474

46476

46478

46480

46482

46484

46486

46488

46490

2:55:41 PM 3:02:53 PM 3:10:05 PM 3:17:17 PM 3:24:29 PM 3:31:41 PM 3:38:53 PM 3:46:05 PM

F FG

(nT)

F Pr

oton

(nT)

Time (2017/8/29)

Proton Magnetometer v.s. 3-axis Flux Gate Magnetic Field Sensors

F Proton F 3-axe FG 30 Moy. mobile sur pér. (F 3-axe FG)

10 nT

@Camargue (site 2)

Observation of geomagnetic field variation at Camargue (Site 3).White noise level : 2 nTAlmost same trend with more precise Proton magnetometer, but 180 nT offset.

2 nT

Sur le bâteau

Il y a des passages des bateau.Le remorqueur est magnétique.

Quai (acier)

DistanceInstable

Trésor?

Imperméable (tube PVC)

Capteur mag Attitude

Rhôn

e

Evolution: Gradiomètre, ArcheologieOstia Antica, Rome, Italy

• Gradiomètre (horizontal)• Optimise site archéo.• Plus sensible pour

anomalies magnétiques superficiels

• Mapping temps réel

B1 B2

dB = B1 – B2dBgeo= 0

Dir

1m

Bgeo Bgeo

Superficiel

mai 2018

AOI CEREGE 2017

ECCOEV 2016

Real time mapping

Décalage = Mal alignement

B2

X YZ

SensorHeading

Heading Tab

?bug?

N 10Hz 4 minutes Horizontal X component? High-pass filtered (10 sec)

Thermae

7 mai 2018100m

m m

Autoévaluation du projetFortes• Synchronisation des 3 capteurs + 1 mémoire Flash• Temps réel• Système complet qui marche sue le terrainFaibles• Essai avec drone• Brevets, publicationEvolution

• Testing avec un drone et des autres platforms• Corriger des Heading error avec données directions• Augmenter la résolution spatial par donnée ΔV (INS).• Intégrer le fonction dGPS post-traitement.• Missions étranger / domestique

AUTOMAG : Système AUTOnome pour MAGnétomètrie portativeLe Service Géophysique (carte magnétique)Diapositive numéro 3Calendrier des développementsDiapositive numéro 5PrototypeArbois test (15 minutes)1st test in the fieldAnomalies faiblesGPS erreurPrécision et Bruits MagnétiqueSur le bâteauEvolution: Gradiomètre, Archeologie�Ostia Antica, Rome, ItalyReal time mappingDiapositive numéro 15Autoévaluation du projet