[发明专利]一种基于三轴矢量磁传感器阵的磁性目标定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度的磁性目标定位方法，具体涉及一种基于三轴矢量磁传感器阵的磁性目标定位方法，属于磁测量领域。 

背景技术

磁探测技术广泛应用于导航定位、地质勘探、生物医疗、沉船打捞等领域。磁定位技术是磁探测技术的核心技术之一。 

目前最常用的磁定位方法，就是根据所建立的磁性目标磁场模型推导出相应的定位公式，然后再根据所测量的磁场值进行定位求解。这实际上是一个反演过程，涉及到求解非线性方程组，常见的求解方法有神经网络法，逐次回归法，遗传算法搜索求解，POWELL法，遗传算法和单纯形法联合求解等。 

上述这种传统的磁定位方法存在数据量大，计算复杂，求解结果不稳定，实时性差，定位误差大等缺点。 

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于三轴矢量磁传感器阵的磁性目标定位方法，该方法利用由五个三轴矢量磁传感器组成磁梯度张量测量阵列来对磁性目标进行定位，定位精度高，能够克服上述传统磁定位方法的不足。 

采用该方法进行磁性目标定位的步骤为： 

步骤一：布置磁梯度张量测量阵列 

磁梯度张量测量阵列由五个三轴矢量磁传感器组成,布置磁梯度张量测量阵列时，位于探测点处的三轴矢量磁传感器为基准传感器。其它三轴矢量磁传感器分布在基准传感器周围，为参考传感器。设基准传感器的三个敏感轴方向分别为x向、y向和z向，布置磁梯度张量测量阵列时应保证所有三轴矢量磁传感器对应的三个敏感轴均相互平行。在x向的正向和负向各布置一个参考传感器，在y向的正向和负向各布置一个参考传感器，四个参考传感器与基准传感器之间的距离均相等。 

步骤二：利用步骤一所建立的磁梯度张量测量阵列测量磁性目标在探测点处的磁梯度张量G和磁感应强度B 

设基准传感器为1号传感器。位于x向正向上的参考传感器为2号传感器，位于x向 负向上的参考传感器为4号传感器，位于y向正向上的参考传感器为3号传感器，位于y向负向上的参考传感器为5号传感器。四个参考传感器与基准传感器之间的距离均为d。 

五个三轴矢量磁传感器输出的数据分别为：(B_1x，B_1y，B_1z)，(B_2x，B_2y，B_2z)、(B_3x，B_3y，B_3z)、(B_4x，B_4y，B_4z)、(B_5x，B_5y，B_5z)。 

其中B_ab表示第a个三轴矢量磁传感器测得的在b方向上的磁感应强度，a=1、2、3、4、5,b=x、y、z。 

则磁性目标在探测点处的磁梯度张量G为：