[发明专利]基于磁异常一阶导数的磁偶极子目标位置测量方法

摘要

本发明公开了一种基于磁异常一阶导数的磁偶极子目标位置测量方法，采用由多个三轴向磁传感器组成的测量平台进行测量，所述位置测量方法包括以下步骤：(1)用第一磁传感器～第八磁传感器搭建测量平台，其中，第三磁传感器和第六磁传感器位于同一直线且共同位于测量平台的中心，其它磁传感器在其周围等间距排列；(2)以磁偶极子目标为坐标原点，第三磁传感器作为测量基点，通过方程组求解第三磁传感器的位置坐标值u、v、w，完成测量。本发明采用了一个测点同时测量两组数据的方法，来解算磁偶极子目标的位置参数，成功消除了工程应用中由于测量平台不稳定以及地磁场难以分离所带来的干扰问题，提高了测量精度。

主权项

一种基于磁异常一阶导数的磁偶极子目标位置测量方法，采用由多个磁传感器组成的测量平台进行测量，所述磁传感器为三轴向磁传感器，所述测量平台位于由x轴、y轴、z轴组成的三维笛卡尔坐标空间内，其特征在于：所述位置测量方法包括以下步骤：(1)搭建测量平台：用第一磁传感器～第八磁传感器搭建测量平台，其中，第三磁传感器和第六磁传感器位于y轴方向的同一直线且共同位于测量平台的中心，第一磁传感器位于第三磁传感器在y轴方向的另一侧，第二磁传感器和第四磁传感器分别位于第三磁传感器在z轴方向的两侧，第八磁传感器位于第六磁传感器在y轴方向的另一侧，第五磁传感器和第七磁传感器分别位于第六磁传感器在z轴方向的两侧，各相邻磁传感器之间的距离为d；(2)以磁偶极子目标为坐标原点，第三磁传感器为测量基点，设第三磁传感器的位置坐标为(u，v，w)，则第六磁传感器的位置坐标为(u，v+d，w)，通过下述方程组求解第三磁传感器的位置坐标值u、v、w，完成测量：$\begin{array}{c}[(-\frac{B_{\mathrm{My}}^8-B_{\mathrm{My}}^3}{2d}-\frac{B_{\mathrm{Mz}}^5-B_{\mathrm{Mz}}^7}{2d})u-(-\frac{B_{\mathrm{My}}^6-B_{\mathrm{My}}^1}{2d}-\frac{B_{\mathrm{Mz}}^2-B_{\mathrm{Mz}}^4}{2d})u]\\ +\left(\right[\frac{B_{\mathrm{Mx}}^8-B_{\mathrm{Mx}}^3}{2d}(v+d)-\frac{B_{\mathrm{Mx}}^6-B_{\mathrm{Mx}}^1}{2d}v\left]\right)+(\frac{B_{\mathrm{Mx}}^5-B_{\mathrm{Mx}}^7}{2d}w-\frac{B_{\mathrm{Mx}}^2-B_{\mathrm{Mx}}^4}{2d}w)=-3(B_{\mathrm{Mx}}^6-B_{\mathrm{Mx}}^3)\end{array}$$\begin{array}{c}(\frac{B_{\mathrm{Mx}}^8-B_{\mathrm{Mx}}^3}{2d}u-\frac{B_{\mathrm{Mx}}^6-B_{\mathrm{Mx}}^1}{2d}u)+(\frac{B_{\mathrm{My}}^8-B_{\mathrm{My}}^3}{2d}(v+d)-\frac{B_{\mathrm{My}}^6-B_{\mathrm{My}}^1}{2d})\\ +(\frac{B_{\mathrm{Mz}}^8-B_{\mathrm{Mz}}^3}{2d}w-\frac{B_{\mathrm{Mz}}^6-B_{\mathrm{Mz}}^1}{2d}w)=-3(B_{\mathrm{My}}^6-B_{\mathrm{My}}^3)\end{array}$$\begin{array}{c}(\frac{B_{\mathrm{Mx}}^5-B_{\mathrm{Mx}}^7}{2d}u-\frac{B_{\mathrm{Mx}}^2-B_{\mathrm{Mx}}^4}{2d}u)+(\frac{B_{\mathrm{Mz}}^8-B_{\mathrm{Mz}}^3}{2d}(v+d)-\frac{B_{\mathrm{Mz}}^6-B_{\mathrm{Mz}}^1}{2d}v)\\ +(\frac{B_{\mathrm{Mz}}^5-B_{\mathrm{Mz}}^7}{2d}w-\frac{B_{\mathrm{Mz}}^2-B_{\mathrm{Mz}}^4}{2d}w)=-3(B_{\mathrm{Mz}}^6-B_{\mathrm{Mz}}^3)\end{array}$其中，B_M为某个磁传感器所在位置所对应的磁感应强度测量值，上标的1、2、3…8分别表示第一、二、三…八磁传感器对应的编号，下标的x、y、z分别表示某个磁传感器的三个测量轴向。