[发明专利]一种多磁性运动目标体的定位方法及其装置

说明书

本发明公开了一种多磁性运动目标体的定位方法及其装置，包括如下步骤：S1：获取每个磁力观测基站上的磁力矢量以及磁力梯度张量；S2：利用每个磁力观测基站的磁力梯度张量并采用最小二乘算法得到每个磁力观测基站的非线性方程，并将所有磁力观测基站的非线性方程进行组合得到非线性方程组；S3：利用每个磁力观测基站的磁力矢量、磁力梯度张量并采用单站单目标定位算法获取n个磁性运动目标体的初始位置，以及基于n个磁性运动目标体的初始位置采用列文伯格‑马夸尔特法计算非线性方程组得到n个磁性运动目标体的质心坐标位置以及磁矩。通过所述方法可以确定多个磁性运动目标体的位置和磁矩，实现多个磁性运动目标体的定位。

技术领域

本发明属于勘探地球物理技术领域，具体涉及一种多磁性运动目标体的定位方法及其装置。

背景技术

航空器的飞行轨迹监测、水下潜艇的磁矩估计及其潜航轨迹探测、弹道导弹末端高精度跟踪是目前民用、军事领域的研究难点。目前，虽然存在一些方法技术来定位磁性运动目标体的轨迹，如声学雷达和声呐、电磁激光波法，但是这些技术易受人文干扰影响，具有不稳定性。而磁性是磁性运动目标体的固有属性，不随电磁和声波环境而改变。为此，作为一种被动源探测方法，基于磁力场或磁力梯度数据探测的方法来探测和估计水下或者空中磁性运动目标体的位置和磁矩是目前研究的热点。但是现有的技术中，基于磁力矢量及其梯度张量均只能确定单一目标体位置和磁矩，尚无方法或研究实现多磁性运动目标体的定位，而对多个运动目标进行定位和识别的实用性更强，而需要深入的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种多磁性运动目标体的定位方法及其装置，利用磁力观测基站观测磁力矢量和磁力梯度张量，以确定多个磁性运动目标体的位置和磁矩，实现多个磁性运动目标体的定位，为下一步军用或者民用研究奠定了基础。

一方面，本发明提供一种多磁性运动目标体的定位方法，包括如下步骤：

S1：获取每个磁力观测基站上的磁力矢量以及磁力梯度张量；

其中，在待定位的n个磁性运动目标体周围布设q个磁力观测基站，q≥n；

所述磁力矢量以及磁力梯度张量如下所示：

式中，Bⁱ、Gⁱ分别为第i个磁力观测基站的磁力矢量、磁力梯度张量，分别为磁力矢量Bⁱ在空间直角坐标系xyz中的x、y、z方向上的分量，分别为磁力分量在x、y、z方向上梯度；

S2：将每个磁力观测基站的磁力梯度张量采用最小二乘算法得到每个磁力观测基站的非线性方程，并将所有磁力观测基站的非线性方程进行组合得到非线性方程组；

Φ(p)＝[W_d(d_obs-GG(p))]^T[W_d(d_obs-GG(p))]

其中：

GG(p)＝[GG¹(p)...,GGⁱ(p),...GG^q(p)]^T