地球物理学MASINT

地球物理学的MASINTは、地球（地面、水、大気）や人工構造物を介して伝達される音、圧力波、振動、磁場や電離層の擾乱などの現象を扱う測定およびシグネチャーインテリジェンス（MASINT）の分野です。^[1]

米国国防総省によると、MASINT は技術的に導き出された情報（従来の画像IMINTおよび信号諜報SIGINTを除く）であり、専用の MASINT システムによって収集、処理、分析されると、固定または動的なターゲット ソースのシグネチャ（特徴）を検出、追跡、識別、または記述する情報が得られます。MASINT は 1986 年に正式な情報分野として認められました。^[2] MASINT を説明する別の方法は、「非文字どおりの」分野です。これは、ターゲットの意図しない放射副産物である「トレイル」、つまりオブジェクトが残すスペクトル、化学、または RF を餌とします。これらのトレイルは明確なシグネチャを形成し、特定のイベントを特徴付けたり、隠れたターゲットを明らかにしたりするための信頼性の高い識別器として利用できます。[ ^3]

MASINTの多くの分野と同様に、特定の技術は、MASINT研究センターによって定義されたMASINTの6つの主要な概念分野と重複する可能性があります。このセンターでは、MASINTを電気光学、核、地球物理学、レーダー、材料、および無線周波数の分野に分類しています。^[4]

地球物理センサーは、航海の天気予報から商業漁業の魚群探知、核実験禁止の検証まで、従来の軍事および商業用途で長い歴史を持っています。しかし、新たな課題も次々と生まれています。

他の通常軍と対峙する先進国の軍隊にとって、標的の位置がわかれば破壊できるという前提がある。その結果、隠蔽と欺瞞が新たな重要性を帯びるようになった。「ステルス」低視認性航空機は大きな注目を集め、新しい水上艦艇の設計は視認性の低下を特徴としている。混乱した沿岸環境での作戦は、隠蔽の妨害を大いに生み出す。

もちろん、潜水艦の乗組員は、低視認性は自分たちが発明したものであり、他の乗組員は単に彼らから学んでいるだけだと考えています。彼らは、深く潜るか、少なくとも極めて静かに潜り、自然の特徴の中に隠れると、発見されにくくなることを知っているのです。

数多くの軍事アプリケーションの中でも、2 つのアプリケーション ファミリは、地質物理学的 MASINT が試される新しい課題を表しています。無人地上センサーも参照してください。

大量破壊兵器、指揮所、その他の重要な構造物を国家が保護する最も簡単な方法の 1 つは、自然の洞窟や使用されていない地雷を拡大するなどして、それらを深く埋めることです。深く埋めることは、物理的な攻撃に対する保護手段であるだけでなく、核兵器を使用しなくても、深く貫通する精密誘導爆弾で攻撃することができます。建設中に適切な隠蔽を施して深く埋めることは、敵が埋設施設の位置を十分に把握して精密誘導兵器を向けることを回避する方法です。

したがって、深く埋もれた構造物を見つけることは、軍事上重要な要件です。^[5]深い構造物を見つけるための通常の最初のステップは、IMINT であり、特にハイパースペクトル IMINT センサーを使用して隠蔽を排除するのに役立ちます。「ハイパースペクトル画像は、土壌の水分含有量など、他の形式の画像情報では取得できない情報を明らかにするのに役立ちます。このデータは、迷彩ネットと自然の葉を区別するのにも役立ちます。」それでも、混雑した都市の下に掘られた施設は、建設中に見つけるのは非常に困難です。敵が深く埋もれた施設の存在を疑っていることを知っている場合、赤外線センサーを混乱させるための埋設熱源や、単に穴を掘って中に何も入れずに覆うなど、さまざまなおとりやルアーがあります。

音響、地震、磁気センサーを使用する MASINT は有望に思えますが、これらのセンサーはターゲットにかなり近い必要があります。磁気異常検出 (MAD) は、対潜水艦戦で、攻撃前の最終的な位置特定に使用されます。潜水艦の存在は通常、受動聴取によって確認され、指向性パッシブ センサーとアクティブ ソナーによって精度が高められます。

これらのセンサー（および HUMINT やその他の情報源）が機能しなくなったら、重力センサーを使用して広大な地域や深く隠された施設を調査できる可能性が高まります。重力センサーは新しい分野ですが、軍事上の要件により重要になりつつあり、それを実行する技術も実現可能になりつつあります。

特に今日の「グリーンウォーター」と「ブラウンウォーター」の海軍用途では、海軍は沿岸地域での作戦活動の新たな課題に対応するためにMASINTソリューションを検討しています。^[6] このシンポジウムでは、MASINTの一般的に受け入れられているカテゴリーと対比すると興味深い5つの技術分野、すなわち音響と地質学、測地学/堆積物/輸送、非音響検出（生物学/光学/化学）、物理海洋学、沿岸気象学、電磁気検出を検討することが有益であることがわかりました。

要塞化された海岸で第二次世界大戦のような反対派の上陸が再び起こる可能性は低いが、沿岸部のもう 1 つの側面は、水陸両用戦闘の機会に対応できることである。機雷戦は致命的な「貧者の武器」であるため、浅瀬や海岸の機雷の探知は依然として課題である。

沖合部隊による最初の上陸はヘリコプターまたはティルトローター機で行われ、エアクッション車両が大型の機材を陸に運ぶが、最終的には従来の上陸用舟艇、移動式土手道、またはその他の機材が、重い機材を海岸に運ぶために必要となる。浅い水深と水中の自然障害物は、浅瀬の機雷と同様に、これらの舟艇や機材の海岸へのアクセスを妨げる可能性がある。合成開口レーダー (SAR)、航空機搭載型レーザー探知・測距 (LIDAR)、および水中の障害物の周りの航跡を検出する生物発光の使用は、すべてこの課題の解決に役立つ可能性がある。

ビーチへの移動やビーチを横切ることには、独自の課題があります。遠隔操作車両は着陸ルートをマップできる可能性があり、LIDAR やマルチスペクトル画像と同様に、浅瀬を検出できる可能性があります。ビーチに到着したら、土壌は重機を支える必要があります。ここでの技術には、マルチスペクトル画像から土壌の種類を推定することや、実際に表面の耐荷重能力を測定する空中投下貫入計から推定することが含まれます。

気象予報の科学と技術は、電子センサーが登場するずっと前から、現象を予測するために測定とシグネチャの概念を使用していました。帆船の船長は、風に向かって濡れた指を上げ、帆をはためかせること以上に洗練された機器を持っていなかったかもしれません。

通常の軍事作戦において、気象情報は戦術に大きな影響を与えます。強風や低気圧は砲弾の軌道を変える可能性があります。高温や低温は、人や装備の両方に特別な保護を必要とします。しかし、気象の様相も測定し、シグネチャと比較することで、他のセンサーの調査結果を確定または却下することができます。

最先端の技術は、気象、海洋、音響データをさまざまな表示モードで融合することです。温度、塩分、音速は、水平、垂直、または3次元の視点で表示できます。^[7]

昔の船乗りたちは五感以外のセンサーを持っていませんでしたが、現代の気象学者は、海底から深宇宙までのプラットフォームで動作する、幅広い地球物理学的および電気光学的測定装置を持っています。これらの測定に基づく予測は、過去の気象現象の特徴、理論の深い理解、および計算モデルに基づいています。

気象予報は、一部の戦闘システムが特定の気象条件でしか作動しないという特徴がある場合、重大な否定的な情報をもたらす可能性がある。1944 年 6 月 5 日ではなく 6 月 6 日にノルマンディーに上陸するという決定が、ドワイト・D・アイゼンハワー大統領の気象顧問であるジェームズ・マーティン・スタッグ大佐に対する信頼に依存していたように、気象は長い間、現代の軍事作戦において極めて重要な部分であった。弾道ミサイル再突入体のように高速なもの、または精密誘導兵器のように「スマート」なものであっても、標的地域の風の影響を受ける可能性があるということは、ほとんど理解されていない。

無人地上センサーの一部として、^[8] System Innovations のリモート ミニチュア気象ステーション (RMWS) は、軽量で使い捨てのモジュール式システムを備えた空中投下可能なバージョンで、気象 (MET) センサーと MET が制限された雲頂計 (雲頂高) の 2 つのコンポーネントで構成されています。基本的な MET システムは地上ベースで、風速と風向、水平視程、地表気圧、気温、相対湿度を測定します。雲頂計センサーは雲の高さと個別の雲層を決定します。このシステムは、60 日間 24 時間稼働可能なほぼリアルタイムのデータを提供します。RMWS は、米国空軍特殊作戦部隊の戦闘気象予報士にも搭載できます^[9]

戦闘気象予報士が持ち込んだ携帯型には、遠隔小型雲高計としての追加機能があります。多層雲の雲高を測定し、そのデータを衛星通信リンク経由でオペレーターのディスプレイに送信するように設計されたこのシステムは、ネオジウム YAG (NdYAG) の 4 メガワットの目に安全なレーザーを使用しています。ある気象予報士によると、「これは注意が必要です」とのことです。「基本的に、これをそのままにしておくと、一般人が外に出て、レーザーを発射して誰かの目を傷めてしまうのではないかと心配です。RMWS には 2 つの異なるユニットがあります。1 つはレーザー付きで、もう 1 つは付いていません。基本的な違いは、レーザー付きのほうが雲の高さを測れることです。」

水路学的MASINTは、水温や塩分、生物活動、浅瀬で使用されるセンサーや兵器に大きな影響を与えるその他の要因を考慮するという点で、気象とは微妙に異なります。ASW機器、特に音響性能は、特定の沿岸地域の季節によって異なります。水柱の状態、たとえば温度、塩分、濁度は、深海よりも浅海でより変化します。水深は底の跳ね返り状態に影響を与え、底の材質も同様です。季節的な水柱の状態（特に夏と冬）は、深海よりも浅海で本質的に変化します。^[6]

沿岸の浅瀬には多くの注目が集まっていますが、他の地域にも独特の水文特性があります。

• 淡水渦のある地域
• 外洋塩分前線
• 流氷の近く
• 氷の下

潜水艦の戦術開発活動では、「淡水渦は世界の多くの地域に存在します。メキシコ湾で最近、戦術海洋監視システム (TOMS) を使用して経験したように、非常に明確な表面ダクトが存在し、潜水艦艦隊ミッション プログラム ライブラリ (SFMPL) のソナー予測が信頼できないものになっています。正確な深度温度情報は最も重要であり、正確なソナー予測の前兆となります。」と観察されています。

水中で作動するアクティブおよびパッシブ MASINT システムに必要な音の​​予測には、特定の深さでの水温と塩分濃度を知ることが重要です。対潜航空機、船舶、潜水艦は、さまざまな深さで水温を測定する独立したセンサーを放出できます。^[10]水温は音響検出において非常に重要です。サーモクラインでの水温の変化は、音響伝播の「障壁」または「層」として機能する可能性があるためです。水温を認識している潜水艦を追跡するには、ハンターはサーモクラインの下に音響センサーを投下する必要があります。

水の導電率は塩分の代替指標として使用されます。しかし、現在および最近開発されたソフトウェアでは、浅瀬での作業で重要とされる水中の浮遊物質や底質に関する情報は提供されません。^[6]

米海軍は、1978年から1980年製の潜水艦用AN/BQH-7と水上艦用AN/BQH-71という記録装置に送信する使い捨てプローブを廃棄することでこれを実現した。1970年代後半の再設計でデジタルロジックが導入されたものの、デバイスは保守が難しいアナログ記録装置のままであり、1995年までに保守性が重要になった。COTSコンポーネントで拡張するプロジェクトが開始され、AN/BQH-7/7A EC-3が誕生した。^[11] 1994年から1995年にかけて、運用中のユニットの保守性が重要になった。

適切なプローブを選択する際の変数には次のものがあります。

• 最大深度を測った
• 進水船の速度
• データポイント間の垂直距離の解像度（フィート）
• 深度精度

大きな魚群の中には、海底や人工の水中車両や構造物を隠すのに十分な空気が閉じ込められています。商業用および娯楽用の漁業用に開発された魚群探知機は、表面と海底の間の音響反射を識別できる特殊なソナーです。特に海洋生物が豊富な沿岸地域では、商業用機器のバリエーションが必要になる傾向があります。

さまざまなセンサーを使用して、海底を泥、砂、砂利などに特徴付けることができます。最もわかりやすいのはアクティブ音響センサーですが、水面などから推測するための重力センサー、電気光学センサー、レーダーセンサーからの情報も考えられます。

エコーサウンダーなどの比較的単純なソナーは、アドオンモジュールを介して海底分類システムに昇格し、エコーパラメータを堆積物の種類に変換できます。さまざまなアルゴリズムが存在しますが、それらはすべて、反射されたサウンダーの音のエネルギーまたは形状の変化に基づいています。

サイドスキャンソナーは、ソナーを海底のすぐ上で動かすことで、そのエリアの地形図を作成するために使用できます。マルチビーム船体搭載ソナーは、海底近くのセンサーほど正確ではありませんが、どちらも妥当な 3 次元視覚化を提供できます。

もう一つのアプローチは、既存の軍用センサーの信号処理能力を高めることです。^[12] 米国海軍研究所は、海底の特性と海底の地下特性の両方を実証しました。さまざまな実証で使用されたセンサーには、AM/UQN-4水上艦深度計からの垂直入射ビーム、AN/BQN-17潜水艦深度計、コングスベルグEM-121商用マルチビームソナーからの後方散乱、機雷対策船のAN/UQN-4深度計、およびAN/AQS-20機雷探知システムが含まれます。これらにより、「海底および地下特性」グラフィックが作成されました。

フックス2偵察車^[13]の改良点の1つは、風向や風速、気温や地表温度、気圧や湿度などのデータを含む気象計測機器を搭載したことである。

これには、大気中（ACOUSTINT）または水中（ACINT）の受動的または能動的に放出または反射された音、圧力波または振動、または地面を介して伝導される音の収集が含まれます。中世にまで遡ると、軍事技術者は要塞の下で掘削が行われている証拠となる音を地面から聞き取っていました。^[1]

現代では、音響センサーは、第一次世界大戦の砲兵射撃のように、空中で初めて使用されました。パッシブ ハイドロフォンは、第一次世界大戦の連合国がドイツの潜水艦に対して使用しました。UC-3 は、1916 年 4 月 23 日にハイドロフォンの助けを借りて沈められました。水中潜水艦はレーダーを使用できないため、パッシブおよびアクティブ音響システムが主なセンサーです。特にパッシブ センサーの場合、潜水艦の音響センサー オペレーターは、音源を特定するために、音響シグネチャの膨大なライブラリを持っている必要があります。

浅瀬では、従来の音響センサーでは対応しきれない問題があるため、追加の MASINT センサーが必要になる場合があります。主な 2 つの要因は次のとおりです。

• 境界相互作用。浅瀬の音響システムに対する海底と海面の影響は非常に複雑で、距離予測が困難です。マルチパス劣化は全体的な性能指数とアクティブ分類に影響します。その結果、誤ったターゲット識別が頻繁に発生します。
• 実用上の制限。もう一つの重要な問題は、浅瀬での伝播と反響の範囲依存性です。たとえば、浅瀬では曳航式音響探知アレイの深さが制限されるため、システムが自身のノイズを検出する可能性が高くなります。さらに、船舶間の距離が近いと、相互干渉効果の可能性が高くなります。浅瀬での海軍作戦には、磁気、光学、生物発光、化学、流体力学の妨害に対する非音響センサーが必要になると考えられています。^[6]

現在では主に歴史的な関心の対象となっている音響および光学 MASINT の最初の応用例の 1 つは、第一次世界大戦中に、それぞれ発砲音と閃光によって敵の大砲の位置を特定したことでした。効果的な音響測距は、ノーベル賞受賞者のウィリアム ブラッグの指揮の下、英国陸軍によって開拓されました。閃光による探知は、英国、フランス、ドイツの各軍で並行して開発されました。音響測距 (つまり、音響 MASINT) と閃光による測距 (つまり、現代の光電子工学以前) を組み合わせることで、正確性と適時性の両方において、当時としては前例のない情報が得られました。敵の砲の位置は 25 ～ 100 ヤード以内で特定され、情報は 3 分以内に得られました。

「音の測距」の図では、有人の聴取所 (または先行) が無人のマイクのラインから数音秒 (約 2,000 ヤード) 前方に配置され、録音ステーションに電気信号を送信して録音装置をオンにします。マイクの位置は正確にわかっています。録音から得られた音の到達時間の差は、いくつかの手法の 1 つを使用して音源をプロットするために使用されました。http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#SoundRanging を参照してください。

音響測距は、現代のマルチスタティック センサーと似たような到達時間測定技術ですが、フラッシュ スポッティングでは、光学機器を使用して、正確に測量された観測所からフラッシュの方位を測定します。砲の位置は、同じ砲のフラッシュに報告された方位をプロットすることによって決定されます。http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#FieldSurveyCoy を参照してください。フラッシュ測距は、今日では電気光学 MASINT と呼ばれています。

砲音と閃光による測距は第二次世界大戦中も使用され続け、その最新の形態は今日まで続いているが、閃光による探知は、無閃光燃料の普及と砲兵の射程距離の延長により、1950 年代に一般的には行われなくなった。砲を探知できる移動式対砲兵レーダー (それ自体が MASINT レーダー センサー) は 1970 年代後半に利用可能になったが、対迫撃砲レーダーは第二次世界大戦中に登場した。これらの技術は、グラフィカルな方位プロットを使用して第一次世界大戦で始まった SIGINT の無線方向探知と並行しており、現在では GPS による高精度の時間同期により、到着時刻が使用されることが多い。

現在、砲兵陣地は主に無人航空システムと IMINT または対砲兵レーダー(広く使用されているスウェーデンの ArtHuR など) によって位置が特定されています。また、射撃命令用の COMINT と気象レーダーなどの ELINT の両方で、SIGINT が位置の手がかりを提供することもあります。それでも、対砲兵レーダーを補完する 音響システムと電気光学システムの両方に新たな関心が集まっています。

音響センサーは第一次世界大戦以来、長い道のりを歩んできました。通常、音響センサーは複合システムの一部であり、より精度が高く、視野が狭いレーダーセンサーまたは電気光学センサー に指示を出します。

英国の敵砲兵探知システム（HALO）は、1990年代から英国陸軍で運用されている。HALOはレーダーほど正確ではないが、特に指向性レーダーを補完する。360度の範囲で大砲、迫撃砲、戦車砲を受動的に探知し、2,000平方キロメートル以上を監視できる。HALOは都市部、バルカン半島の山岳地帯、イラクの砂漠で機能している。^[14]

このシステムは、3 つ以上の無人センサー位置で構成され、それぞれに 4 つのマイクとローカル処理機能があり、銃や迫撃砲などの方位を推測します。これらの方位は自動的に中央プロセッサに伝達され、中央プロセッサはそれらを組み合わせて音源を三角測量します。1 秒あたり最大 8 発の位置データを計算し、システム オペレーターにデータを表示できます。HALO は、全方向ではない COBRA および ArtHur 対砲兵レーダーと組み合わせて使用​​して、正しいセクターに焦点を合わせることができます。

もう一つの音響システムは、米陸軍研究所が開発した無人過渡音響MASINTセンサー（UTAMS）で、迫撃砲やロケットの発射と着弾を検知する。UTAMSは、持続的脅威検知システム（PTDS）の主要な指示センサーであり続けている。ARLはUTAMSを搭載したエアロスタットを搭載し、^[15]わずか2か月余りでシステムを開発した。イラクから直接の要請を受けた後、ARLは複数のプログラムのコンポーネントを統合し、この機能を迅速に配備できるようにした。^[16]

UTAMSには3～5個の音響アレイがあり、各アレイには4つのマイク、プロセッサ、無線リンク、電源、ラップトップ制御コンピュータが搭載されています。イラクで初めて運用されたUTAMSは、^{[17] 2004年11月にイラクの特殊部隊作戦基地（SFOB）で初めてテストされました。UTAMSはAN/TPQ-36およびAN/TPQ-37}対砲兵レーダーと組み合わせて使用​​されました。UTAMSは主に間接砲撃を検出することを目的としていましたが、特殊部隊とその火力支援担当者は、UTAMSが即席爆発装置（IED）の爆発や小火器/ロケット推進擲弾（RPG）の発射を正確に特定できることを知りました。UTAMSはセンサーから最大10キロメートル離れた発射源（POO）を検出しました。

UTAMS とレーダー ログを分析すると、いくつかのパターンが明らかになりました。敵軍は、食事の時間帯に 60 mm 迫撃砲を発射していました。おそらく、この時間帯に人員が最も多く集まり、多数の死傷者を出す可能性が最も高かったためでしょう。これは、衝突履歴だけでも明らかでしたが、これらの MASINT センサーによって、敵の射撃位置のパターンが判明しました。

これにより、米軍は迫撃砲を射撃位置の射程内に移動させ、迫撃砲が別の場所に配置されているときに大砲に座標を伝え、攻撃ヘリコプターを両方のバックアップとして使用することができました。敵は夜間射撃に変更しましたが、これもまた迫撃砲、大砲、ヘリコプターの射撃で反撃されました。その後、敵は米軍の砲兵が射撃できない市街地に移動しましたが、心理戦のビラ投下と意図的な至近距離攻撃の組み合わせにより、地元住民は迫撃砲部隊に避難しないように説得されました。

もともとアフガニスタンでの海兵隊の要件のために開発された UTAMS は、電気光学式 MASINT と組み合わせられ、ロケットと迫撃砲の両方に有効なロケット発射監視システム (RLS) を生み出しました。

ロケット発射スポッター（RLS）アプリケーションでは、^[18]各アレイは 4 つのマイクと処理装置で構成されています。アレイ内の各マイクと音響波面の相互作用間の時間遅延を分析することで、UTAMS は原点の方位角を提供します。各タワーからの方位角は制御ステーションの UTAMS プロセッサに報告され、POO が三角測量されて表示されます。UTAMS サブシステムは着弾点（POI）を検出して特定することもできますが、音速と光速の違いにより、13 km 離れたロケット発射の POO を決定するのに UTAMS が 30 秒ほどかかる場合があります。このアプリケーションでは、RLS の電気光学コンポーネントがロケット POO をより早く検出し、UTAMS は迫撃砲の予測をより正確に行うことができます。

現代のハイドロフォンは音を電気エネルギーに変換し、その後、追加の信号処理を行ったり、受信ステーションに直接送信したりできます。指向性または無指向性のものがあります。

海軍は、戦術的および戦略的両方の対潜水艦戦において、特にパッシブなさまざまな音響システムを使用しています。戦術的な用途では、船舶に搭載されたパッシブハイドロフォンと空中投下されたソノブイの両方が、対潜水艦戦で広く使用されています。パッシブハイドロフォンは、アクティブソナーよりもはるかに遠くのターゲットを検出できますが、通常、アクティブソナーほど正確な位置は得られず、ターゲットモーション解析 (TMA) と呼ばれる技術で近似します。パッシブソナーには、センサーの位置が明らかにならないという利点があります。

統合型海中監視システム（IUSS）は、SOSUS、固定分散システム（FDS）、および高度展開システム（ADSまたはSURTASS）の複数のサブシステムで構成されています。冷戦時代の外洋作戦への重点が緩和されたことで、SOSUSは、より柔軟な「マグロ漁船」と呼ばれる感知船であるSURTASSを主な外洋長距離センサーとして採用しました。 ^[19] SURTASSは、潜水艦や駆逐艦などの機動船から展開できるものよりも長く、より感度の高い曳航式パッシブ音響アレイを使用しました。

SURTASS は現在、低周波アクティブ (LFA) ソナーによって補完されています。ソナーのセクションを参照してください。

AN/SSQ-53Fなどのパッシブソノブイは、指向性または全方向性があり、特定の深度まで沈むように設定できます。^{[10]これらはヘリコプターや}P-3などの海上哨戒機から投下されます。

アメリカはソ連や他の国の潜水艦を追跡するために、海底に大規模な固定監視システム（FSS、 SOSUSとしても知られる）ハイドロフォンアレイを設置した。 ^[20]

検出という観点からのみ見ると、曳航式ハイドロフォンアレイは長いベースラインと優れた測定機能を備えています。ただし、曳航式アレイは、展開時にパフォーマンスが低下したり、高速や急激な方向転換によって完全に損傷したりする可能性があるため、常に実行可能であるとは限りません。

船体や船首に取り付けられた操舵可能なソナーアレイは、通常、パッシブモードとアクティブモードを備えており、可変深度ソナーも同様である。

水上艦艇には敵のソナーを検知するための警告受信機が搭載されている場合があります。

現代の潜水艦には、船首ドーム内の操縦可能なアレイ、潜水艦の側面に沿った固定センサー、曳航アレイなど、複数の受動型水中聴音システムが搭載されています。また、潜水艦に対してアクティブソナーが使用されたことを乗組員に警告するための、レーダー警報受信機に類似した特殊な音響受信機も搭載されています。

米国の潜水艦は、ソ連の潜水艦と水上艦艇の音響特性を測定するために、広範囲にわたる秘密哨戒を行った。 ^[21]この音響MASINT任務には、攻撃型潜水艦の定期哨戒と、特定の船舶の音響特性を捕捉するために派遣された潜水艦の両方が含まれていた。空中、水上、水中プラットフォーム上の米国の対潜水艦技術者は、船舶の音響特性に関する膨大なライブラリを持っていた。

受動音響センサーは海上を低空飛行する航空機を検出することができる。^[22]

ベトナム戦争時代の音響MASINTセンサーには、「迷彩パラシュートで浮かべられ、木に引っ掛けられて音を聴くためのアクブイ（長さ36インチ、26ポンド）。スパイクブイ（長さ66インチ、40ポンド）は芝生のダーツのように地面に刺さった。雑草の茎のように見えるアンテナだけが地上に残った。」^{[23]が含まれていた。これは}イグルーホワイト作戦 の一部であった。

AN/GSQ-187改良型遠隔戦場センサーシステム（I-REMBASS）の一部は受動音響センサーであり、他のMASINTセンサーとともに戦場の車両や人員を検出します。^[24] 受動音響センサーは、シグネチャと比較できる追加の測定値を提供し、他のセンサーを補完するために使用できます。I-REMBASS制御は、2008年頃にProphet SIGINT/EW地上システムと統合される予定です。

たとえば、地上捜索レーダーでは、同じ速度で移動する戦車とトラックを区別できない場合があります。ただし、音響情報を追加することで、すぐに区別できるようになります。

もちろん、戦闘艦艇はアクティブソナーを広く使用していましたが、これは別の音響MASINTセンサーです。対潜水艦戦での明らかな応用の他に、特殊なアクティブ音響システムは次のような役割を果たしています。

• 航行と衝突回避のために海底をマッピングします。これには基本的な深度計が含まれますが、すぐに3次元の水中マッピングを行うデバイスに移行します。
• 海底の特性を判定し、その音響反射特性の理解から、そこに生息する海洋生物の種類の予測、海面がアンカーを固定したり、海底に接触するさまざまな機器を使用するのに適した時期の把握まで、さまざまな用途に使用します。

さまざまな合成開口ソナーが研究室で製造されており、そのいくつかは機雷探知および捜索システムに使用されています。合成開口ソナーの動作については、 「合成開口ソナー」で説明されています。

水面と水底は反射と散乱の境界です。浮袋のバランス装置に空気を含む大きな魚の群れも、音響の伝播に大きな影響を与える可能性があります。

多くの目的（ただし、すべての海軍戦術用途ではない）において、海面と空気の表面は完璧な反射体であると考えられる。「浅瀬の音響システムに対する海底と海面の影響は非常に複雑で、距離予測を困難にしている。マルチパス劣化は、全体的な性能指数とアクティブ分類に影響する。その結果、誤ったターゲット識別が頻繁に起こる。」^[6]

水と底の間の音響インピーダンスの不整合は、一般的に表面の場合よりはるかに小さく、より複雑です。これは底の材料の種類と層の深さに依存します。この場合の底での音の伝播を予測するための理論は、例えばBiot ^[25]やBuckingham ^{[26]によって開発されています。}

高周波ソナー（約 1 kHz 以上）の場合、または海が荒れている場合は、入射音の一部が散乱されるため、大きさが 1 未満の反射係数を割り当てることでこれを考慮します。

船舶から直接表面効果を測定するよりも、航空機や衛星に搭載されたレーダー MASINT のほうが、より正確な測定結果を提供できる可能性があります。これらの測定結果は、船舶の音響信号プロセッサに送信されます。

もちろん、氷で覆われた表面は、嵐で吹き荒れる水面とは大きく異なります。衝突回避と音響伝播のためだけに、潜水艦は氷の底にどれだけ近いかを知る必要があります。^[27]あまり知られていないのは、氷の3次元構造を知る必要があることです。潜水艦はミサイルを発射したり、電波塔を上げたり、船を浮上させたりするために氷を突き破る必要がある場合があるからです。3次元の氷の情報により、潜水艦の艦長は対潜水艦戦闘機が船を探知または攻撃できるかどうかを知ることもできます。

最先端の技術により、潜水艦は上部の氷、つまり最下部 (氷の竜骨) と氷の天蓋を 3 次元で視覚化できます。氷の中の音の伝わり方は液体の水の中とは異なりますが、氷の中の反響の性質を理解するには、氷を体積として考える必要があります。

典型的な基本的な深度測定装置は、米国の AN/UQN-4A です。水面と海底は、反射と散乱の境界です。多くの目的 (ただし、すべての海軍戦術用途ではありません) では、海面と空気の表面は完全な反射体であると考えられます。実際には、水面の活動、海底の特性、水温と塩分、およびその他の要因の複雑な相互作用があり、「...距離の予測は困難です。マルチパスの劣化は、全体的な性能指数とアクティブ分類に影響します。その結果、誤ったターゲット識別が頻繁に発生します。」^[6]

しかし、この装置では、海底の特性に関する情報は得られません。多くの点で、商業漁業や海洋科学者は、浅瀬での作業に必要と思われる装置を所有しています。

さらに複雑なのは、風で発生した泡や海面近くに魚がいることである。^[28] 泡は煙を形成し、事故や散乱音の一部を吸収し、泡自体も音の一部を散乱させる可能性がある。^[29]

この問題は、イルカや他のクジラ目の鳴き声など、海洋生物によって生成され、音響受信機によって測定される音響エネルギーによって引き起こされる生物学的干渉とは異なります。生物学的音響発生器の特徴は、深海に生息するより危険な生物と区別する必要があります。生物学的物質の分類は、音響 MASINT プロセスの非常に良い例です。

ASW 任務を遂行する現代の水上戦闘艦には、ゴム製のドームによって水から保護された船体または船首に取り付けられたアレイ、ケーブル上の「可変深度」ディッピングソナー、特に小型船舶では固定された音響発生器と受信機など、さまざまなアクティブシステムが搭載されます。

一部の船舶はパッシブ曳航アレイまたはアクティブパッシブ複合アレイを搭載しているが、すべてではない。これらはターゲットのノイズに依存しており、非常に静かな潜水艦の沿岸環境では周囲のノイズが多く、曳航アレイを展開した船舶は急激な進路変更を行うことができない。特にアクティブ機能が含まれている場合、アレイはバイスタティックまたはマルチスタティックセンサーとして扱うことができ、合成開口ソナー（SAS）として機能する。

航空機と連携する船舶の場合、航空機が高度な処理能力を備え、戦術コンピュータやディスプレイで直接受信できる情報を送信できる場合を除き、ソノブイへのデータリンクとソノブイ信号プロセッサが必要になります。

信号プロセッサは信号を分析するだけでなく、伝播状況を常に追跡します。前者は通常、特定のソナーの一部と見なされますが、米国海軍はAN/UYQ-25B(V)ソナー現場モード評価システム（SIMAS） と呼ばれる別の伝播予測装置を持っています。

エコートラッカークラシファイア（ETC）は、既存の水上艦ソナーの補助装置であり、明らかにMASINTの特徴を備えている。^[30] ETCは合成開口ソナー（SAS）の応用である。SASはすでに機雷掃討に使用されているが、既存の水上戦闘艦や将来の艦艇、無人水上艇（USV）が、非常に静かな非大気非依存推進の非原子力潜水艦など、魚雷の射程外にある脅威を検出するのに役立つ可能性がある。魚雷の射程距離は、特に浅瀬では、10海里以上とされている。

従来のアクティブソナーは曳航アレイよりも効果的かもしれませんが、現代の沿岸域潜水艦は小型であるため、脅威になりにくいです。非常に変動しやすい海底経路、生物製剤、その他の要因により、ソナーによる検出は困難です。ターゲットの動きが遅い場合や海底で待機している場合は、現在のソナーが脅威を認識するために使用する ドップラー効果がほとんどまたはまったくありません。

音響的に検出されたすべての物体を継続的にアクティブに追跡し、周囲のノイズからの偏差としてシグネチャを認識することで、従来のソナーでは依然として高い誤報率 (FAR) が発生します。しかし、SAS 処理では、複数の音のデータを合成ビームにまとめることで、特に方位測定の解像度が向上し、はるかに大きな受信機の効果が得られます。

MASINT 指向の SAS は、形状特性を測定し、脅威のシグネチャに一致しない音響的に検出されたオブジェクトを排除します。形状認識は、利用可能な場合はコースとドップラーを含むシグネチャの一部にすぎません。

アクティブソノブイは、ソナー送信機と受信機を備えており、固定翼哨戒機（例：P-3、ニムロッド、中国のY-8、ロシアとインドのベアASW派生型）、対潜ヘリコプター、および空母搭載型対潜航空機（例：S-3）から投下することができる。他の航空機を単にソノブイの運搬機として使用する試みもいくつかあるが、一般的には、ソノブイを搭載した航空機がソノブイにコマンドを発行し、その信号を受信して​​ある程度処理できると想定されている。

指向性水中聴音コマンド起動ソノブイシステム（DICASS）は、音を発生させるだけでなく、音を聞き取る機能も備えています。AN/SSQ 963Dなどの一般的な最新のアクティブソノブイは、複数の音響周波数を生成します。^[10] AN/SSQ 110Bなどの他のアクティブソノブイは、音響エネルギー源として小さな爆発を発生させます。

対潜ヘリコプターは、ケーブルの端に「ディッピング」ソナーヘッドを搭載でき、ヘリコプターはこれを水中から上げたり下げたりできます。ヘリコプターは、通常、他の ASW プラットフォームまたはソノブイと連携して、ターゲット潜水艦の位置を特定しようとするときにソナーをディッピングします。通常、ヘリコプターは、敏感な受信機を損傷しないように、ASW 兵器を投下した後、ヘッドを上げます。ASW に割り当てられている同じ基本ヘリコプターのすべての型がディッピングソナーを搭載しているわけではありません。ソナーの重量と引き換えに、ソノブイまたは兵器の容量を増やすものもあります。

多くの国で使用されている EH101 ヘリコプターには、さまざまなディッピング ソナーが搭載されています。(英国) 海軍バージョンには Ferranti/Thomson-CSF (現在の Thales) ソナーが搭載され、イタリア バージョンはHELRAS を使用しています。ロシアのKa-25ヘリコプターはディッピング ソナーを搭載しており、米国の LAMPSや米国の MH-60R ヘリコプターも Thales AQS-22 ディッピング ソナーを搭載しています。旧式のSH-60 F ヘリコプターはAQS-13 F ディッピング ソナーを搭載しています。

新しい低周波アクティブ（LFA）システムは、非常に高い音圧がクジラやその他の海洋生物に危険を及ぼす可能性があるため、議論の的と なっている。 ^[31]環境影響評価書で、海洋生物にとって特定のリスクの高い地域でLFAの出力レベルを下げて使用する場合、移動中の船から使用しても安全であると示された後、SURTASS船舶でLFAを使用することが決定された。船の動きとLFA信号の変動により、個々の海洋動物への曝露が制限される。^[32] LFAは、100〜500 Hzの低周波（LF）音響帯域で動作する。これは、アクティブコンポーネントであるLFA本体と、パッシブなSURTASSハイドロフォンアレイから構成される。 「システムのアクティブ コンポーネントである LFA は、調査船 (R/V) Cory Chouest、USNS Impeccable (T-AGOS 23)、Victorious クラス (TAGOS 19 クラス) などの海洋監視船の下部からケーブルで吊り下げられた 18 個の LF 音響送信ソース要素 (プロジェクターと呼ばれる) のセットです。

「個々のプロジェクターの音源レベルは 215 dB です。これらのプロジェクターは、アクティブ ソナー信号または「ピング」を生成します。「ピング」または送信は、6 ～ 100 秒間続きます。送信間隔は通常 6 ～ 15 分で、平均送信時間は 60 秒です。平均デューティ サイクル (サウンドの「オン」時間と合計時間の比率) は 20 パーセント未満です。LFA の過去の運用パラメータ (2003 ～ 2007 年) に基づく一般的なデューティ サイクルは、通常 7.5 ～ 10 パーセントです。」

この信号は「連続音ではなく、周波数と持続時間が変化する波形の送信です。各連続周波数音の送信時間は通常 10 秒以下です。信号は発生源では大きく聞こえますが、最初の 1 キロメートルでレベルは急速に低下します。」

潜水艦の主な戦術的アクティブソナーは、通常、保護ドームで覆われた船首にあります。外洋作戦用の潜水艦では、AN/SQS-26 や AN/SQS-53 などのアクティブシステムが使用されていますが、これらは一般に、収束帯や単一の海底反射環境向けに設計されています。

北極で活動する潜水艦には、氷の下での活動に特化したソナーも搭載されています。逆さまの深度計を想像してください。

潜水艦には機雷探知ソナーが搭載されている場合もあります。測定値を使用して生物学的特徴と潜水艦を永久に沈める物体の特徴を区別することは、想像できる限りの MASINT アプリケーションとして極めて重要です。

機雷と同じ大きさや形状の物体を検出するために最適化されたソナーは、潜水艦、遠隔操作車両、水上艦艇（多くの場合、ブームまたはケーブルに搭載）、および専用ヘリコプターに搭載できます。

機雷掃海と、ロープから放出された機雷を銃撃で起爆するという従来の重点は、AN/SLQ-48(V)2 機雷無力化システム (MNS) AN/SLQ-48 - (遠隔操作) 機雷無力化車両に置き換えられました。これは、機雷やロープに爆薬を配置することで、深海にある機雷を無力化するのに適しています。AN/SLQ-48 は浅瀬の機雷の無力化にはあまり適していません。車両は出力が不足する傾向があり、その後のソナー検索では機雷のように見える機雷と、適切な衝撃条件下で後で起爆する可能性のある爆薬を海底に残す可能性があります。

ROV には機雷探知ソナーと (電気光学式) テレビが搭載されており、船舶には AN/ SQQ-32 機雷探知ソナーが搭載されています。

時間同期された各種センサーにより、通常爆発または核爆発を特徴付けることができます。パイロット スタディの 1 つに、爆発監視用アクティブ無線干渉計 (ARIES) があります。この技術は、地表または大気中の核爆発物または化学爆発物から生じる電離層圧力波を監視する運用システムを実装します。爆発により圧力波が生成されますが、この圧力波は、衛星までの 2 つの異なる経路に沿って地上局が生成した信号間の位相変化を測定することで検出できます。^[22]これは、第一次世界大戦の音響測距の大規模版であり、非常に現代化されています。

多くのセンサーと同様に、ARIESは他の目的にも使用できます。宇宙予報センターとの協力により、ARIESデータを地球規模の総電子含有量測定に使用したり、気象学/地球環境コミュニティと協力し、地球規模の気候変動を監視したり（対流圏水蒸気含有量測定による）、一般的な電離層物理学コミュニティと協力し、移動する電離層擾乱を研究したりしています。^[33]

核爆発事故や核爆発事故をシミュレートする高爆発物実験に比較的近い場所に設置されたセンサーは、音響的手法を用いて爆発によって生じた圧力を検出することができます。これには、自然現象や人為的現象によって大気中に発生する非常に低周波の音波を検出する超低周波 音圧計(音響圧力センサー) が含まれます。

マイクロバログラフと密接に関連しながらも、水中の圧力波を検出するのが水中音響センサーです。水中音響センサーは、島の動きを検出する水中マイクロフォンと特殊な地震センサーの両方の機能を備えています。

米陸軍野戦教範 2-0 では、地震情報は「地表の地震波または振動の受動的な収集と測定」と定義されています。^{[1]地震情報の戦略的応用の 1 つは、}地震学の科学を利用して核実験、特に地下実験の位置を特定し、特徴づけることです。地震センサーは、核兵器の高爆発性部品のテストに使用される大規模な通常爆発の特徴づけもできます。地震情報は、大規模な地下建設プロジェクトなどの位置特定にも役立ちます。

世界の多くの地域では自然地震活動が活発に行われているため、地震 MASINT は、平時であっても長期にわたる測定の取り組みが必要であり、そうすることで、自然現象の特徴がわかってから特徴の変化を探す必要があるという、力強い主張の 1 つです。

核実験の検出に関しては、地震情報は1960年にジョージ・キスティアコウスキーが考案した「閾値原理」によって制限されており、これは検出技術は向上し続けても、それ以下の小さな爆発は検出できないという閾値が存在することを認識したものでした。^[34]

ベトナム戦争時代の「マクナマラ ライン」の遠隔センサーで最も一般的だったセンサーは、ADSID (空中投射式地震侵入探知機) で、地面の動きを感知して人や車両を探知するものでした。スパイクブイに似ていますが、より小型で軽量です (長さ 31 インチ、重量 25 ポンド)。地震センサー (および分析者) にとっての課題は、人やトラックを検知することではなく、風、雷、雨、地殻変動、動物 (特にカエル) によって発生する誤報を区別することでした。」^[23]

このサブ分野は、振動を感知するために最もよく使用されるセンサーにちなんで圧電MASINTとも呼ばれますが、振動検出器は圧電である必要はありません。一部の議論では、地震センサーと振動センサーを音響MASINTのサブセットとして扱っていることに注意してください。他の検出器としては、可動コイルまたは表面弾性波が考えられます。 . . ^[35]感知される地球物理学的エネルギーの一形態としての振動は、音響MASINTや地震MASINTと類似していますが、特に無人地上センサー（UGS）で有用となる明確な違いもあります。UGSアプリケーションでは、圧電センサーの利点の1つは、電気を消費するのではなく、トリガーされると電気を生成することです。これは、寿命がバッテリー容量によって決まるリモートセンサーにとって重要な考慮事項です。

海上では音響信号は水中を伝わりますが、陸上では空気中を伝わると考えられます。しかし、振動は陸上では固体媒体を介して伝わります。振動の周波数は、地震伝導信号の一般的な周波数よりも高くなります。

典型的な検出器である Thales MA2772 振動は、地表下に浅く埋められ、750 メートルまで伸びる圧電ケーブルです。人体検出用の高感度バージョンと、車両検出用の低感度バージョンの 2 つのバージョンがあります。2 つ以上のセンサーを使用すると、センサーがトリガーされる順序から移動方向が判断されます。

圧電振動検出器は、埋設されるだけでなく、ケーブル形状で高セキュリティフェンスの一部としても使用されます。^[36]保護が必要な壁やその他の構造物に埋め込むことができます。

磁力計は、機器の周囲の磁場の強さや方向を測定するために使用される科学機器です。測定結果は、陸上の車両、水中の潜水艦、大気中の電波伝搬状況などの特徴と比較できます。磁力計には、基本的に 2 つのタイプがあります。

• スカラー磁力計は、その磁界の強度を測定し、
• ベクトル磁力計は、特定の方向の磁場の成分を測定する機能を備えています。

地球の磁気は場所によって異なり、地球の磁場 (磁気圏) の違いは次の 2 つの原因によって生じます。

• 岩石の異なる性質
• 太陽からの荷電粒子と磁気圏の相互作用

金属探知機は電磁誘導を利用して金属を検出します。また、金属物体によって生じる既存の磁場の変化を判定することもできます。

1914年にイギリス海軍が初めて導入した、潜水艦を検知する最初の手段の1つは、水底に設置された対潜水艦指示ループの上を潜水艦が通過する効果を利用するものだった。潜水艦などの金属物体がループの上を通過すると、たとえ消磁されていても、ループのケーブルに電流を誘導するのに十分な磁気特性を持つ。^[37]この場合、指示コイルを横切る金属潜水艦の動きが発振器として機能し、電流を生成する。

磁気異常検出器（ MAD）は、地球の磁場の微細な変化を検出するために使用される機器です。この用語は、軍隊が潜水艦を検出するために使用する磁力計（強磁性体の塊が磁場に検出可能な乱れを生成する）を指します。磁気異常検出器は、第二次世界大戦中に潜水艦を検出するために初めて使用されました。MAD装置は、日本と米国の両方の対潜水艦部隊によって使用され、船で曳航されるか、航空機に搭載されて、浅い水深に沈んだ敵の潜水艦を検出しました。戦後、米国海軍はソナー検出技術と並行してMAD装置の開発を続けました。

航空機の機体にある電気機器や金属からの干渉を減らすため、MAD センサーはブームの先端または曳航式航空力学装置に設置されます。それでも、変化や異常を検出するには、潜水艦が航空機の位置に非常に近く、海面近くになければなりません。検出範囲は通常、センサーと潜水艦の距離に関係します。検出範囲は、潜水艦の大きさと船体の構成によって決まります。MAD デバイスは通常、航空機またはヘリコプターに搭載されます。

MAD ブーム システムを使用した水中の潜水艦の検出メカニズムについては、誤解されているところがあります。磁気モーメントの変位が表面上は主な妨害要因ですが、潜水艦は非強磁性船体で構築されているにもかかわらず、地球の磁場と平行に向いている場合でも検出可能です。

たとえば、ソ連のアルファ級潜水艦はチタンで建造されました。この軽くて強い素材と独自の原子力システムにより、この潜水艦は実用艇の速度と深度の記録を破ることができました。 非鉄チタンは磁気ASWセンサーを破ると考えられていましたが、そうではありませんでした。劇的な潜水性能とMADセンサーによる検出からの保護を提供するため、チタンは依然として検出可能です。

チタン構造は検出可能なので、MAD センサーは地球の磁場の偏差を直接検出するわけではありません。代わりに、MAD センサーは、高感度の長距離電場および電磁場検出器アレイとして説明できます。

導体が連続していて十分な質量を持っている場合、物理的環境条件の変化を経験すると、導体内に電界が形成されます。特に潜水艦の船体では、船体の底部と上部の間に測定可能な温度差があり、塩分濃度が水温の影響を受けるため、関連する塩分濃度差が生じます。塩分濃度の差によって船体全体に電位差が生じます。次に、深さと温度によって分離された海水の層の間を電流が船体を通って流れます。結果として生じる動的電界によって独自の電磁場が生成されるため、チタン製の船体でも MAD スコープで検出できます。同じ理由で水上艦も同様です。

遠隔設置戦場監視システム（REMBASS）は、戦車などの鉄製物体の存在、速度、方向を検知するための米陸軍のプログラムである。戦車の音響特性を認識する音響センサーと組み合わせることで、高い精度を実現できる。気象情報も収集する。^[38]

陸軍の AN/GSQ-187 改良型遠隔戦場センサーシステム (I-REMBASS) には、磁気のみの侵入検知器と赤外線/磁気の複合型侵入検知器の両方が含まれています。DT-561/GSQ 手持ち式 MAG センサーは、車両 (履帯式または車輪式) と鉄金属を運ぶ人員を検知します。また、検知ゾーンを通過する物体の数を数えるための情報を提供し、物体の位置に対する移動方向を報告します。モニターは、2 つの異なる (MAG および IR) センサーとそれらの識別コードを使用して移動方向を決定します。^[38]

磁気センサーは、初期の誘導ループよりもはるかに洗練されており、機雷や魚雷の爆発を引き起こすことができる。第二次世界大戦の初期、米国は当時の技術の限界をはるかに超える磁気魚雷起爆装置を作ろうとしたが、それを無効にしなければならなかった。その後、やはり信頼性の低い接触起爆装置を開発し、船体にぶつかる鈍器以上の魚雷を作ることに取り組んだ。

水は圧縮できないため、船の竜骨の下で爆発すると、空気と水の境界面で爆発するよりもはるかに破壊力が増します。魚雷や機雷の設計者は、その脆弱な場所で爆発を起こそうとし、対抗策の設計者は、船の磁気シグネチャを隠そうとします。機雷は軍艦、水中爆発に対する耐性があまりない商船、または潜水艦を対象に選択的に作られる可能性があるため、シグネチャは特に重要です。

第二次世界大戦で始まった基本的な対策は消磁でしたが、すべての磁気特性を取り除くことは不可能です。

地雷には、適切な磁気センサーで検出できる程度の鉄金属が含まれていることがよくあります。しかし、高度な地雷は金属探知発振器を感知し、事前にプログラムされた条件下で爆発して地雷除去要員を阻止することもあります。

すべての地雷に磁気探知機を作動させるのに十分な金属が含まれているわけではありません。残念ながら、地図に載っていない地雷原の大部分は、ハイテクを導入できない地域にありますが、さまざまな MASINT センサーが地雷除去に役立つ可能性があります。これには、地表マッピング レーダー、熱画像およびマルチスペクトル画像、そしておそらくは、乱れた土壌を検出するための合成開口レーダーが含まれます。

重力は質量の関数です。地球の表面重力の平均値は約 9.8 メートル毎秒ですが、十分に感度の高い計測機器があれば、自然素材の密度の違いによる重力の局所的な変化を検出することができます。重力の値は砂浜よりも花崗岩の一枚岩の上の方が大きくなります。また、十分に感度の高い計測機器があれば、固い岩と隠された施設のために採掘された岩の間の重力の違いを検出できるはずです。

Streland 2003 は、計測機器は確かに感度が高くなければならないと指摘しています。地球表面の重力の変動は平均値の 10 ⁶のオーダーです。埋設施設の実用的な重力検出器は、「リンゴがアイザック・ニュートン卿の頭に落ちる原因となった力の 100 万分の 1 未満」を測定できる必要があります。実用的であるためには、センサーが移動中でも使用でき、場所間の重力の変化を測定できる必要があります。この距離による変化は重力勾配と呼ばれ、重力勾配計で測定できます。^[5]

運用上有用な重力勾配計の開発は、大きな技術的課題です。1 つのタイプであるSQUID超伝導量子干渉装置勾配計は、十分な感度を備えているかもしれませんが、宇宙であっても極低温冷却が必要であり、ロジスティックス面で悪夢となります。もう 1 つの技術は、運用上ははるかに実用的ですが、必要な感度が不足している重力回復気候実験(GRACE) 技術です。この技術では、現在、重力に基づいて軌道が変化する衛星のペア間の距離を測定するためにレーダーを使用しています。レーダーの代わりにレーザーを使用すると、GRACE の感度は向上しますが、おそらく十分な感度にはならないでしょう。

まだ研究段階ですが、より有望な技術は、GPS に使用されている原子時計技術の延長である量子重力勾配測定法です。市販の原子時計は、量子重力勾配計で測定される空間的変化ではなく、原子波の時間的変化を測定します。衛星で GRACE を使用する利点の 1 つは、時間とともに多数のポイントから測定を行えることです。これにより、合成開口レーダーやソナーに見られるような改善がもたらされます。それでも、人間規模の深海に埋もれた構造物を見つけることは、鉱床や海流を見つけるという当初の目標よりも困難な問題です。

これを運用可能にするには、かなり重い衛星を極軌道に打ち上げるための打ち上げ機と、センサーが生成する大量のデータを機内に大規模に保管する必要を減らすためにできるだけ多くの地上局が必要です。最後に、測定値を測地データベースの利用可能なシグネチャと比較できる形式に変換する方法が必要です。これらのデータベースは、測定データから大幅に改善され、埋設施設のシグネチャが目立つほど十分に正確になります。