[发明专利]无人机磁干扰标定方法及分布式磁异常探测系统

说明书

本发明提供了一种无人机磁干扰标定方法及分布式磁异常探测系统，该方法包括：将无人机水平放置于地面，测量地磁场矢量，在地面安装第一磁强计；安装第二磁强计；以第一磁强计为旋转中心，顺时针旋转无人机并依次测量8个方向上的第一磁场差分值和地磁场矢量与无人机坐标轴的第一夹角；将无人机沿水平对称轴翻转180°后放置于地面，在地面安装第三磁强计；以第三磁强计为旋转中心，顺时针旋转无人机并依次测量8个方向上第二磁场差分值和地磁场矢量与无人机坐标轴的第二夹角；计算无人机磁干扰系数完成无人机磁干扰标定。应用本发明的技术方案，能够解决现有技术中无人机磁干扰标定方法操作复杂、操作风险较大且磁干扰标定精度低的技术问题。

技术领域

本发明涉及磁探测技术领域，尤其涉及一种无人机磁干扰标定方法及分布式磁异常探测系统。

背景技术

地磁场一般随时间、空间发生有规律的缓慢变化，当有磁性物质存在时，该磁性物质本身所具有的磁场和该磁性物质本身在地磁场下产生的感应磁场均会叠加于地磁场上，使得地磁场在一定区域内出现异常。地球陆地和海洋中蕴藏有大量金属矿产，水下军事装备如潜艇、水雷等主要由金属材料构成，其中的磁性物质均会导致周围地磁场出现异常。磁异常探测系统通过检测与识别地磁场的异常信息实现磁性物质的探测与定位，在资源勘探、水下目标探测等领域应用广泛，是国民经济发展与国防建设的关键核心技术。

分布式磁异常探测系统采用磁强计，利用无人机、无人潜航器及磁浮标等小型无人平台构建智能探测网络进行分布式探测。相比于传统大型有人机磁异常探测系统，分布式磁异常探测系统具有探测精度高、探测范围大、探测效率高、低成本等优点，已经成为新一代磁异常探测技术的发展方向。而分布式磁异常探测系统在通过高精度磁传感器探测潜艇信号时，容易受到无人机等小型无人平台的磁干扰的影响，使得探测信号的信噪比降低，影响探测系统的探测距离等性能指标，因此需要对无人机等小型无人平台的磁场干扰进行测试标定及补偿。

分布式磁异常探测系统中小型无人平台多采用无人机，无人机的磁干扰包括永磁干扰、感磁干扰、涡流磁干扰和随机磁干扰等，主要由飞机的金属结构和机载设备等引起，其中永磁干扰和感磁干扰对分布式磁异常探测系统的影响较大。现有技术中无人机的磁干扰标定方法通常需要无人机在空中进行一系列复杂的机动动作，该过程风险较大，且由于不同类型的磁干扰之间耦合严重导致求解的磁干扰系数误差较大，降低了磁干扰标定的精度。

发明内容

本发明提供了一种无人机磁干扰标定方法及分布式磁异常探测系统，能够解决现有技术中无人机磁干扰标定方法操作复杂、操作风险较大且磁干扰标定精度低的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种无人机磁干扰标定方法，该无人机磁干扰标定方法包括：将无人机水平放置于地面设定位置，测量地面设定位置的地磁场矢量，在地面安装第一磁强计，第一磁强计在无人机上的投影位置与无人机实际飞行过程中磁强计的安装位置相同；安装第二磁强计以测量环境磁场，第二磁强计与无人机间隔设置；以第一磁强计为旋转中心，从无人机的机头朝向正北方向开始，以45°为间隔沿水平面依次顺时针旋转无人机直至无人机顺时针旋转315°为止，依次测量8个方向上第一磁强计与第二磁强计之间的第一磁场差分值，同时依次测量8个方向上地磁场矢量与无人机的坐标体系的三个坐标轴之间的第一夹角；将无人机沿无人机的水平对称轴翻转180°后放置于地面设定位置，在地面安装第三磁强计，第三磁强计在无人机上的投影位置与无人机实际飞行过程中磁强计的安装位置相同；以第三磁强计为旋转中心，从无人机的机头朝向正北方向开始，以45°为间隔沿水平面依次顺时针旋转无人机直至无人机顺时针旋转315°为止，依次测量8个方向上第三磁强计与第二磁强计之间的第二磁场差分值，同时依次测量8个方向上地磁场矢量与无人机的坐标体系的三个坐标轴之间的第二夹角；根据地磁场矢量、第一磁场差分值、第二磁场差分值、第一夹角和第二夹角计算无人机磁干扰系数，根据无人机磁干扰系数完成无人机磁干扰标定。

进一步地，无人机磁干扰系数根据