[发明专利]一种基于三轴矢量磁传感器阵的磁性目标磁矩测量方法

说明书

技术领域

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

背景技术

磁性目标的磁矩是一个重要物理量，广泛应用于各种理论推导和实际工程中，例如通过推导磁性体的磁矩可以进行磁性目标体的反演、通过磁矩可以对舰船磁场进行外推从而进行舰船消磁或者舰船磁隐身，而在磁探测定位应用领域磁矩这一物理量更是显得尤为重要。

目前还没有一种能够实时测量磁性目标磁矩的方法。现有的磁性目标磁矩测量方法都是一种事后处理分析方法，并且精度不高，其中最常用的就是根据所建立的复杂的磁性目标磁场模型推导出相应的磁矩求解方程组，然后再根据所测量的大量的磁场数据进行反演，这一过程，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。

上述这种传统的目标磁矩确定方法的存在数据量大，计算复杂，求解结果不稳定，实时性差，测量误差大等缺点。

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磁矩的测量方法，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测量磁性目标的磁矩，能够进行单点实时测量，测量精度高。

采用该方法进行磁性目标磁矩的测量的步骤为：

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：