[發(fā)明專利]提高潛艇感應(yīng)磁場(chǎng)單方向測(cè)量精度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310696130.9
• 申請(qǐng)日: 2013-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN103698719A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張朝陽(yáng);衣軍;酈智斌;袁曉芳;馬艷;王小偉;張文瑤;胡曉棠;侯大志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍91872部隊(duì)上海研究室
• 主分類號(hào): G01R33/02
• 分類號(hào): G01R33/02;G01R33/12
• 代理公司: 上海申蒙商標(biāo)專利代理有限公司 31214
• 代理人: 徐小蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及消磁技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高潛艇感應(yīng)磁場(chǎng)單方向測(cè)量精度的方法。

背景技術(shù)

潛艇感應(yīng)磁場(chǎng)是潛艇磁場(chǎng)的重要組成，是潛艇固定磁場(chǎng)處理及消磁繞組調(diào)整的重要參數(shù)。潛艇感應(yīng)磁場(chǎng)與潛艇所處的地理位置和航向有關(guān)，其測(cè)量一般是通過改變潛艇航向和改變地理位置的方法進(jìn)行。目前，在潛艇消磁時(shí)，縱向感應(yīng)磁場(chǎng)和橫向感應(yīng)磁場(chǎng)是根據(jù)兩個(gè)相反航向上潛艇磁場(chǎng)的測(cè)量數(shù)值經(jīng)計(jì)算后獲得的。由于潛艇體積龐大，體形特殊，而洞庫(kù)消磁站的入口和航道狹窄，使得潛艇進(jìn)出洞站和調(diào)換航向的過程非常費(fèi)力、費(fèi)時(shí)，并且經(jīng)過調(diào)換航向后，由于潛艇停泊位置很容易發(fā)生變化，相應(yīng)的磁場(chǎng)測(cè)量位置坐標(biāo)難以保證固定不變，因此會(huì)造成一定的測(cè)量誤差。潛艇的垂向感應(yīng)磁場(chǎng)理論上可以通過兩地測(cè)量法來(lái)獲得，但實(shí)際上，由于無(wú)法保證潛艇在長(zhǎng)距離航行于兩個(gè)緯度期間的磁性狀態(tài)保持不變，故在實(shí)踐和精度上都是不可行的，目前一般用“感固比法”進(jìn)行近似估算，準(zhǔn)確度很差。

感應(yīng)磁場(chǎng)的測(cè)量除了上述傳統(tǒng)的兩航向測(cè)量和兩地測(cè)量外，還可以通過模擬地磁場(chǎng)的變化在單方向上進(jìn)行測(cè)量，這樣就可以避免調(diào)轉(zhuǎn)航向和改變位置所造成的人力、物力的浪費(fèi)，單方向測(cè)量感應(yīng)磁場(chǎng)的一般方法如專利CN103185871A（一種單方向測(cè)量船舶感應(yīng)磁場(chǎng)垂直分量的方法）中所述，但完全按照該專利中的方法測(cè)量潛艇感應(yīng)磁場(chǎng)會(huì)有如下問題：（1）模擬線圈的設(shè)計(jì)和敷設(shè)沒有依據(jù)；（2）模擬線圈通電時(shí)，2倍地磁場(chǎng)的方向?qū)y(cè)量精度的影響不明確；（3）潛艇磁場(chǎng)測(cè)量的先后順序會(huì)影響測(cè)量精度。上述3個(gè)方面都是影響潛艇感應(yīng)磁場(chǎng)單方向測(cè)量精度的重要因素，只有運(yùn)用正確的方法才能準(zhǔn)確的測(cè)量感應(yīng)磁場(chǎng)，否則，雖然節(jié)省了人力、物力，但卻可能造成很大的測(cè)量誤差。因此，有必要從這3個(gè)方面研究提高潛艇感應(yīng)磁場(chǎng)單方向測(cè)量精度的方法，其發(fā)明成果將對(duì)測(cè)量方法的實(shí)際應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種提高潛艇感應(yīng)磁場(chǎng)單方向測(cè)量精度的方法，該方法通過根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化設(shè)計(jì)地磁模擬線圈形狀及尺寸，通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)優(yōu)化出模擬線圈通電方案，提出合理的潛艇磁場(chǎng)測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)潛艇感應(yīng)磁場(chǎng)單方向的高精度測(cè)量。

本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

一種提高潛艇感應(yīng)磁場(chǎng)單方向測(cè)量精度的方法，其特征在于所述方法至少包括如下步驟：

（1）根據(jù)潛艇的設(shè)計(jì)尺寸，沿所述潛艇縱向繞制縱向模擬線圈X，在所述縱向模擬線圈X的橫向兩側(cè)布置橫向模擬線圈Y，在所述縱向模擬線圈X的上、下方布置垂向模擬線圈Z，其中所述縱向模擬線圈X為螺線管線圈，所述橫向模擬線圈Y和垂向模擬線圈均為矩形線圈；

???（2）在所述潛艇未進(jìn)入各所述模擬線圈內(nèi)部前，通過測(cè)量系統(tǒng)分別測(cè)量所述縱向模擬線圈X、橫向模擬線圈Y和垂向模擬線圈Z在外部測(cè)量區(qū)域所產(chǎn)生磁場(chǎng)的垂直分量，分別記為Z_x0、Z_y0、Z_z0；

???（3）使?jié)撏нM(jìn)入所述縱向模擬線圈X內(nèi)部，在所述縱向模擬線圈X通電前,設(shè)模擬線圈內(nèi)部地磁場(chǎng)縱向分量為H_Dx1；之后在縱向模擬線圈X中通電，使得模擬線圈內(nèi)部相應(yīng)地磁場(chǎng)縱向分量變?yōu)镠_Dx2，測(cè)量得到所述潛艇和縱向模擬線圈X的總磁場(chǎng)為Z_x2；其后將所述縱向模擬線圈X斷電，測(cè)量得到所述潛艇磁場(chǎng)為Z_x1；最后解算得到所述潛艇縱向感應(yīng)磁場(chǎng)Z_ix的測(cè)量結(jié)果為：

其中所述H_Dx為潛艇所在地的地磁場(chǎng)縱向分量，在測(cè)量地有H_Dx=H_Dx1；?

???（4）使?jié)撏нM(jìn)入所述橫向模擬線圈Y內(nèi)部，之后按照步驟（3）中所述的方法，同理解算得到所述潛艇橫向感應(yīng)磁場(chǎng)的測(cè)量結(jié)果為：

?????

其中所述H_Dy為潛艇所在地的地磁場(chǎng)橫向分量；

（5）使?jié)撏нM(jìn)入所述垂向模擬線圈Z內(nèi)部，之后按步驟（3）中所述的方法，同理解算得到所述潛艇垂向感應(yīng)磁場(chǎng)的測(cè)量結(jié)果為：

其中所述H_y為潛艇所在地的地磁場(chǎng)垂向分量。

所述縱向模擬線圈X內(nèi)部通電產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向與相應(yīng)地磁場(chǎng)的方向相反，且所述縱向模擬線圈X內(nèi)部所產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小不超過2倍的測(cè)量地的地磁場(chǎng)縱向分量H_Dx1大小。