[发明专利]基于磁信标的单锚定位方法

权利要求书

1.一种基于磁信标的单锚定位方法，其特征在于，所述基于磁信标的单锚定位方法具体步骤为：

步骤一：建立系统电压模型；

步骤二：对步骤一的系统电压模型通过镜像原理进行建模；

步骤三：近似处理电压模型的定位方法：系统电压模型采用两个相互水平并且正交的两组线圈组成接收线圈和发射线圈，计算第一个发射线圈在两个感应线圈感应出的电压平方和F_m1和第二个发射线圈在两个接收线圈产生的电压平方和F_m2，通过公式F_r＝F_m1+F_m2、及F_m1和F_m2得到角度信息φ_m1和距离信息ρ；

步骤四：精确电压模型的定位方法：系统电压模型采用两个相互水平并且正交的两组线圈组成接收线圈和发射线圈，计算每个发射线圈在两个感应线圈处分别产生的电压的平方和F_m1和F_m2、每个感应线圈分别受两个发射线圈产生的电压的平方和F_n1和F_n2，假设发射线圈和接收线圈都在同一二维平面，此时ρ＝r，根据F_r＝{F_n1+F_n2}的测量值和的形式解算出距离信息ρ，根据公式解算出方位角φ_n1。

2.根据权利要求1所述的基于磁信标的单锚定位方法，其特征在于，所述建立系统电压模型的具体过程为：

由通电线圈产生的磁场：

其中矢量是以线圈中心为原点到测量位置为终点的矢量，是线圈的磁矩，μ₀是真空磁导率；

该磁场将在接收线圈处产生电压：

其中a是接收线圈的面积，是接收线圈的法向量。

3.根据权利要求1所述的基于磁信标的单锚定位方法，其特征在于，所述系统电压模型通过镜像原理进行建模具体为：

发射线圈关于地面进行镜像处理形成虚拟线圈，则接收线圈处总的电压V_T应该是两部分产生的电压在该处的和：

其中V_m→n是固有的线圈在接收处产生的电压，是虚拟线圈在接收处产生的电压；

因此系统电压模型为：

从笛卡尔坐标系转换成柱坐标系，有如下关系式成立：

H＝2h+α,α＝δ(1-j)

(1-7)

其中，δ是复表深度，矢量是以线圈中心为原点到测量位置为终点的矢量，是接收端和发射端在z向上的距离矢量，是磁场接收端和发射端地表距离矢量，h是发射线圈距离地面的距离，H和α是定义的中间变量，ρ，r是的模；

由于都与z轴垂直，故系统电压模型为：