[發明專利]一種分布式磁異常探測系統動態磁補償方法

有效

• 申請號: 201610975122.1
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN108061922B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 秦杰;魏曉虹;王春娥;王同雷;韓文法;尚克軍
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: G01V3/38
• 分類號: G01V3/38;G01V13/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

本發明屬于磁異常探測領域，具體公開了一種分布式磁異常探測系統動態磁補償方法，建立如下優化的載體磁場補償模型，采用二級估計法確定x的最終參數估計值和獨立同分布隨機子樣g(t)的非參數估計值對載體磁干擾進行動態補償，進而解算出載體磁補償后的磁場強度。本方法一方面使載體干擾磁場模型與實際更加符合、提高了模型的準確度；另外一方面也將提高參數估計的精度、減小測量的誤差；同時，實時高精度動態補償提高了分布式磁異常探潛系統的性能。

技術領域

本發明屬于磁異常探測領域，具體涉及一種分布式磁異常探測系統動態磁補償方法。

背景技術

磁異常探測系統可實現對潛艇的探測、識別、跟蹤與定位，具有潛艇定位精度高、全天候應用等突出特點，在復雜海況或復雜水聲環境下進行磁異常探測、精確定位磁異常目標等方面相比傳統聲吶探潛具有不可替代的優勢，已經成為世界各軍事強國目前大力發展的探潛關鍵技術。圍繞磁異常探潛的重大戰略需求，提出了基于新型原子磁強計的分布式磁異常探測系統，形成無人機編隊、水面組網、水下陣列等分布式磁異常探測的新型探測模式，構建空中、水面、水下三位一體的全天時、全天候智能磁異常探測網絡，大幅提升在復雜對抗環境下對磁異常目標的探測、識別、跟蹤與定位能力，代表了新一代磁異常探測技術的發展方向。

分布式動態磁補償技術是分布式磁異常探測系統關鍵部分，影響系統的綜合探測效能。分布式磁異常探測系統實現遠距離、高效率的磁異常目標探測，對分布式動態磁補償技術提出了更高的要求。磁干擾源包括與載體有關的干擾和與載體無關的干擾，本文研究的是與載體有關的磁干擾補償方法。傳統的載體干擾磁場模型主要有恒定干擾磁場、感應干擾磁場和渦流干擾磁場。但載體實際飛行過程中，除了上述載體干擾磁場之外，還會存在其他因素可能對磁強計測量產生影響，因此傳統載體干擾磁場模型不能全面描述真實的物理過程，導致測量結果存在較大的誤差，進而影響磁異常探測系統的性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種分布式磁異常探測系統動態磁補償方法，其能夠提高載體磁補償的精度，改善補償效率。

本發明的技術方案如下：

一種分布式磁異常探測系統動態磁補償方法，該方法包括如下步驟：

步驟一、建立如下優化的載體磁場補償模型，以確定載體磁補償后的磁場強度H_L

H_L＝f(x)+g(t)+Δ

H_m＝H_o+X_p+X_iH_o+X_eH_o

其中，x＝(x_p,x_i,…)為載體恒定、感應和渦流干擾磁場模型參數；g(t)為非參數獨立同分布隨機子樣，t∈[0,1]；Δ為隨機誤差；H_m為磁強計測量值矢量，H_o為傳統模型中的地磁場真實值矢量，X_p為載體恒定干擾磁場矢量，X_i為載體感應干擾磁場參數矩陣，X_e為載體渦流干擾磁場參數矩陣；

步驟二、采用二級估計法確定x的最終參數估計值和獨立同分布隨機子樣g(t)的非參數估計值具體為

1)對載體恒定、感應和渦流干擾磁場模型參數x進行一級估計，得到一級估計結果x^*；

2)利用獨立同分布隨機子樣g(t)進行一級估計，得到一級估計結果g^*(t)；

3)對上述的一級估計結果x^*，進行二級估計，得到最終參數估計值