[發明專利]用于定位水下運動磁目標的磁傳感器陣列校準方法

有效

• 申請號: 201410069499.1
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103792595A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 楊保國;韓順利
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及一種用于定位水下運動磁目標的磁傳感器陣列校準方法。

背景技術

對鐵磁目標的探測與定位技術在當今具有重要的意義和作用，尤其在水下的特殊環境中，利用磁目標引起的地磁變化進行探測與定位，能夠有效克服光、雷達甚至聲波等在水下探測與定位中存在的不足。

目前國內外出現了許多對水下磁目標進行定位的方法，主要有：1)基于單個三維磁傳感器進行定位、2)使用磁傳感器陣列進行定位。

1)基于單個三維磁傳感器，如采用三維磁通門傳感器進行水下定位。三維磁通門傳感器可測試布放點的三維磁通量，利用運動磁目標引起布放點三維磁通量的變化，從而對運動目標進行定向。然而這種方法目前只能進行運動磁目標的定向。

2)使用磁傳感器陣列進行定位。將磁傳感器按照一定的規則，比如方行陣、立體陣進行排布，集成后作為磁傳感器陣列，此時可以利用定向的幾何關系進行運動磁目標的平面或空間定位。然而磁傳感器的陣列需要集成，并在集成后進行校準，校準陣列的相對位置和方向，因此陣列的孔徑較小，定位精度和定位距離有限，很難監測較寬海域。

在海域布放的磁傳感器陣列可以擁有更大的陣列孔徑，因此定位距離與定位精度都將更高。然而各個布放點的大地坐標精度很低，布放后磁傳感器陣列的姿態難以獲得，使得磁傳感器陣列的定位性能大打折扣甚至失效。

發明內容

針對現有技術中海域磁傳感器布放后陣列的校準問題，本發明提出了一種用于定位水下運動磁目標的磁傳感器陣列校準方法，該方法通過校準各個磁傳感器的大地坐標和布放后的姿態，得到陣列參數，從而達到精確監測與定位運動磁目標的目的。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

用于定位水下運動磁目標的磁傳感器陣列校準方法，

包括N個已校準三維量的磁傳感器，按照一定的陣型布放于海底；各個磁傳感器的檢測數據由海底電纜傳輸至水下或水上基站進行處理，N為整數，且N≥2；

在每個磁傳感器上集成有壓力傳感器和羅經，磁傳感器和羅經集成后，完成羅經與磁傳感器坐標系角度差的校準；所述校準方法包括如下處理步驟：

a磁傳感器的姿態校準

設磁目標的坐標為第i個磁傳感器的大地坐標為1≤i≤N，磁傳感器三維姿態角為對磁目標的定向數據方位角為定向坐標系為(X′_a,Y′_a,Z′_a)；磁目標在以磁傳感器為原點的大地坐標系的方位角為坐標系為(X_a,Y_a,Z_a)；

上述兩個坐標系的旋轉矩陣表示為：