[發(fā)明專利]一種分布式磁探測(cè)磁目標(biāo)識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611016321.6
• 申請(qǐng)日: 2016-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN108072906B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦杰;王春娥;王同雷;魏曉虹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): G01V3/08
• 分類號(hào): G01V3/08
• 代理公司: 11007 核工業(yè)專利中心
• 代理人: 高安娜

本發(fā)明屬于磁探測(cè)技術(shù)，具體公開了一種分布式磁探測(cè)磁目標(biāo)識(shí)別方法，利用N架無(wú)人機(jī)攜帶原子磁強(qiáng)計(jì)分別進(jìn)行當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)強(qiáng)度測(cè)量，對(duì)測(cè)量值進(jìn)行磁補(bǔ)償處理之后判斷磁異常信號(hào)，通過(guò)建立磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算模型，解算得到磁異常目標(biāo)磁矩和磁異常目標(biāo)相對(duì)于各無(wú)人機(jī)的位置分布情況。由傳統(tǒng)的以光泵磁強(qiáng)計(jì)為敏感單元、單機(jī)探測(cè)方式，改進(jìn)為以原子磁強(qiáng)計(jì)為敏感單元、多架無(wú)人機(jī)構(gòu)型組網(wǎng)探測(cè)方式，不僅可提高探測(cè)系統(tǒng)對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)能力，而且利用多機(jī)組網(wǎng)還可提高磁異常探測(cè)效率及定位精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁探測(cè)技術(shù)，具體涉及一種基于多無(wú)人機(jī)構(gòu)型組網(wǎng)的磁探測(cè)磁目標(biāo)識(shí)別方法。

背景技術(shù)

地磁場(chǎng)一般隨時(shí)間、空間發(fā)生有規(guī)律的緩慢變化，當(dāng)有磁性物質(zhì)存在時(shí)，該物質(zhì)本身所具有的磁場(chǎng)、在地磁場(chǎng)下感應(yīng)的磁場(chǎng)均會(huì)疊加于地磁場(chǎng)上，使地磁場(chǎng)在一定區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)異常。地球陸地及海洋中蘊(yùn)藏有大量金屬礦產(chǎn)，水下軍事裝備如潛艇、水雷等主要由金屬材料構(gòu)成，其中的磁性物質(zhì)均會(huì)導(dǎo)致周圍地磁場(chǎng)出現(xiàn)異常。因此，通過(guò)檢測(cè)與識(shí)別地磁場(chǎng)異常信息，實(shí)現(xiàn)磁性物質(zhì)的探測(cè)與識(shí)別，在資源勘探、水下目標(biāo)探測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)防建設(shè)亟需提升的關(guān)鍵核心技術(shù)。

傳統(tǒng)磁探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行磁目標(biāo)識(shí)別，多采用光泵磁強(qiáng)計(jì)作為磁場(chǎng)測(cè)量單元，并將光泵磁強(qiáng)計(jì)固定于大型有人機(jī)尾部，以實(shí)現(xiàn)磁異常信號(hào)的探測(cè)與識(shí)別。由于光泵磁強(qiáng)計(jì)噪聲較大，難以敏感出微弱的磁異常信號(hào)，因此限制了其對(duì)微弱信號(hào)磁異常目標(biāo)的探測(cè)識(shí)別；同時(shí)，采用單一大型有人機(jī)進(jìn)行飛行探測(cè)，當(dāng)需搜索的區(qū)域面積較大時(shí)，大型有人機(jī)需往復(fù)多次飛行，直至飛越磁目標(biāo)頂部，才可實(shí)現(xiàn)對(duì)磁異常信號(hào)的探測(cè)、識(shí)別與定位。因此，傳統(tǒng)磁探測(cè)系統(tǒng)磁目標(biāo)識(shí)別方法存在探測(cè)效率低、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)易丟失等缺陷，限制了其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)防建設(shè)領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種分布式磁探測(cè)磁目標(biāo)識(shí)別方法，探測(cè)效率較高、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)不易丟失。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種分布式磁探測(cè)磁目標(biāo)識(shí)別方法，包括如下步驟：

1)利用N架無(wú)人機(jī)攜帶原子磁強(qiáng)計(jì)分別進(jìn)行當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)強(qiáng)度測(cè)量；

2)對(duì)測(cè)量得到的各地磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值進(jìn)行磁補(bǔ)償處理，得到N架無(wú)人機(jī)的磁異常信號(hào)測(cè)量結(jié)果(B_c1,B_c2,…,B_cN)；

3)對(duì)磁異常信號(hào)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行判斷，以發(fā)現(xiàn)磁異常信號(hào)；

4)確定磁異常目標(biāo)的磁矩和磁異常目標(biāo)相對(duì)第一架無(wú)人機(jī)的位置，具體為

a)建立第一架無(wú)人機(jī)探測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算模型；

其中，為第一架無(wú)人機(jī)探測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度；為磁異常目標(biāo)相對(duì)于第一架無(wú)人機(jī)的磁矩；為磁異常目標(biāo)相對(duì)第一架無(wú)人機(jī)的位置；

b)建立第二、第三架…第N架無(wú)人機(jī)探測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算模型；

其中，分別為第二架、第三架…第N架無(wú)人機(jī)分別與第一架無(wú)人機(jī)的位置差；分別為第二、第三架…第N架無(wú)人機(jī)探測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度；分別為磁異常目標(biāo)相對(duì)第二、第三架…第N架無(wú)人機(jī)的位置；分別為磁異常目標(biāo)相對(duì)于第二架、第三架…第N架無(wú)人機(jī)的磁矩；μ₀為空氣磁導(dǎo)率；

c)根據(jù)步驟1)得到的磁異常信號(hào)測(cè)量結(jié)果(B_c1,B_c2,…,B_cN)帶入到上述計(jì)算模型中的解算方程組得到多組和的解。

在上述的一種分布式磁探測(cè)磁目標(biāo)識(shí)別方法中，所述步驟3)中，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度變化大于20pT時(shí)，認(rèn)為該地區(qū)存在磁異常目標(biāo)。