[发明专利]一种分布式磁探测磁目标识别方法

说明书

本发明属于磁探测技术，具体公开了一种分布式磁探测磁目标识别方法，利用N架无人机携带原子磁强计分别进行当地磁场强度测量，对测量值进行磁补偿处理之后判断磁异常信号，通过建立磁场强度计算模型，解算得到磁异常目标磁矩和磁异常目标相对于各无人机的位置分布情况。由传统的以光泵磁强计为敏感单元、单机探测方式，改进为以原子磁强计为敏感单元、多架无人机构型组网探测方式，不仅可提高探测系统对微弱信号的检测能力，而且利用多机组网还可提高磁异常探测效率及定位精度。

技术领域

本发明属于磁探测技术，具体涉及一种基于多无人机构型组网的磁探测磁目标识别方法。

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，该物质本身所具有的磁场、在地磁场下感应的磁场均会叠加于地磁场上，使地磁场在一定区域内出现异常。地球陆地及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。因此，通过检测与识别地磁场异常信息，实现磁性物质的探测与识别，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亟需提升的关键核心技术。

传统磁探测系统进行磁目标识别，多采用光泵磁强计作为磁场测量单元，并将光泵磁强计固定于大型有人机尾部，以实现磁异常信号的探测与识别。由于光泵磁强计噪声较大，难以敏感出微弱的磁异常信号，因此限制了其对微弱信号磁异常目标的探测识别；同时，采用单一大型有人机进行飞行探测，当需搜索的区域面积较大时，大型有人机需往复多次飞行，直至飞越磁目标顶部，才可实现对磁异常信号的探测、识别与定位。因此，传统磁探测系统磁目标识别方法存在探测效率低、运动目标易丢失等缺陷，限制了其在国民经济发展与国防建设领域的相关应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式磁探测磁目标识别方法，探测效率较高、运动目标不易丢失。

本发明的技术方案如下：

一种分布式磁探测磁目标识别方法，包括如下步骤：

1)利用N架无人机携带原子磁强计分别进行当地磁场强度测量；

2)对测量得到的各地磁场强度测量值进行磁补偿处理，得到N架无人机的磁异常信号测量结果(B_c1,B_c2,…,B_cN)；

3)对磁异常信号测量结果进行判断，以发现磁异常信号；

4)确定磁异常目标的磁矩和磁异常目标相对第一架无人机的位置，具体为

a)建立第一架无人机探测到的磁场强度计算模型；

其中，为第一架无人机探测到的磁场强度；为磁异常目标相对于第一架无人机的磁矩；为磁异常目标相对第一架无人机的位置；

b)建立第二、第三架…第N架无人机探测到的磁场强度计算模型；

其中，分别为第二架、第三架…第N架无人机分别与第一架无人机的位置差；分别为第二、第三架…第N架无人机探测到的磁场强度；分别为磁异常目标相对第二、第三架…第N架无人机的位置；分别为磁异常目标相对于第二架、第三架…第N架无人机的磁矩；μ₀为空气磁导率；

c)根据步骤1)得到的磁异常信号测量结果(B_c1,B_c2,…,B_cN)带入到上述计算模型中的解算方程组得到多组和的解。

在上述的一种分布式磁探测磁目标识别方法中，所述步骤3)中，当磁场强度变化大于20pT时，认为该地区存在磁异常目标。