[發(fā)明專利]無(wú)需伸桿的空間磁場(chǎng)測(cè)量裝置、測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910096719.2
• 申請(qǐng)日: 2019-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN109799467B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗秋剛;肖池階;于向前;劉斯;施偉紅;鄒鴻;王永福;陳鴻飛;周率
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R33/02
• 分類號(hào): G01R33/02
• 代理公司: 北京漢之知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11479
• 代理人: 陳敏

1.一種無(wú)需伸桿的空間磁場(chǎng)測(cè)量裝置，其特征在于，包括：

磁強(qiáng)計(jì)，所述磁強(qiáng)計(jì)包括多個(gè)磁場(chǎng)探測(cè)器單體，多個(gè)所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體分布在互不平行的不同的平面上，呈立體分布，用于測(cè)量待測(cè)空間內(nèi)的磁場(chǎng)；以及

數(shù)據(jù)處理單元，與所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體電連接，所述數(shù)據(jù)處理單元接收所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體測(cè)量的所述待測(cè)空間內(nèi)的所述磁場(chǎng)的數(shù)據(jù)；

其中所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體及數(shù)據(jù)處理單元直接固定連接至其支撐部件上，直接測(cè)量所述待測(cè)空間內(nèi)的所述磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體包括外部殼體，所述外部殼體包括框架結(jié)構(gòu)以及與所述框架結(jié)構(gòu)閉合安裝的蓋板，所述外部殼體構(gòu)成所述探測(cè)器單體的暗艙式結(jié)構(gòu)，多個(gè)所述磁場(chǎng)探測(cè)器安裝在所述框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的不同平面上，并且呈三維分布，多個(gè)所述磁場(chǎng)探測(cè)器包括呈三維分布的三軸磁場(chǎng)探測(cè)器，所述三軸磁場(chǎng)探測(cè)器同時(shí)測(cè)量所述待測(cè)空間內(nèi)的所述磁場(chǎng)的三個(gè)磁場(chǎng)分量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)需伸桿的空間磁場(chǎng)測(cè)量裝置，其特征在于，所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體呈暗艙式結(jié)構(gòu)，并且包括多個(gè)電路板，所述多個(gè)電路板包括多個(gè)磁場(chǎng)探測(cè)器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)需伸桿的空間磁場(chǎng)測(cè)量裝置，其特征在于，多個(gè)所述電路板還包括信號(hào)拾取電路及放大器，所述信號(hào)拾取電路接收所述磁場(chǎng)探測(cè)器所測(cè)量的所述空間磁場(chǎng)的高頻分量并輸出所述高頻分量的放大的模擬信號(hào)至所述數(shù)據(jù)處理單元；所述放大器對(duì)所述磁場(chǎng)探測(cè)器所測(cè)量的所述空間磁場(chǎng)的直流分量和低頻分量進(jìn)行放大后輸出至所述數(shù)據(jù)處理單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)需伸桿的空間磁場(chǎng)測(cè)量裝置，其特征在于，多個(gè)所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體的數(shù)量包括4個(gè)或者多于4個(gè)，所述磁場(chǎng)探測(cè)單元中的所述磁場(chǎng)探測(cè)器包括磁阻傳感器。

5.一種無(wú)需伸桿的空間磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的無(wú)需伸桿的空間磁場(chǎng)測(cè)量裝置以及搭載所述空間磁場(chǎng)測(cè)量裝置的衛(wèi)星；

所述衛(wèi)星外面的衛(wèi)星桁架形成所述空間磁場(chǎng)測(cè)量裝置中的所述磁強(qiáng)計(jì)的支撐部件，所述磁強(qiáng)計(jì)固定在所述衛(wèi)星桁架上，其中，所述磁強(qiáng)計(jì)中的多個(gè)所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體分別安裝在所述衛(wèi)星桁架組成的互不平行的不同平面內(nèi)；

所述空間磁場(chǎng)測(cè)量裝置中的所述數(shù)據(jù)處理單元以機(jī)箱的形式設(shè)置在所述衛(wèi)星的內(nèi)部。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)需伸桿的空間磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體的外部殼體包括第一安裝面，所述衛(wèi)星桁架上設(shè)置有第二安裝面；

所述第一安裝面和所述第二安裝面均設(shè)置為四腳式，并且均包括絕熱材料，所述絕熱材料包括聚酰亞胺及熱控多層，所述熱控多層緊貼所述第一安裝面，所述聚酰亞胺緊貼所述第二安裝面。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)需伸桿的空間磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述熱控多層的層數(shù)介于15～25層，所述聚酰亞胺的厚度介于2～8mm。

8.一種無(wú)需伸桿的空間磁場(chǎng)測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟：

同時(shí)測(cè)量待測(cè)空間中多個(gè)測(cè)試點(diǎn)的磁場(chǎng)得到多個(gè)所述測(cè)試點(diǎn)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；

通過(guò)反演算法分析所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，從中區(qū)提取出待測(cè)磁場(chǎng)在所述待測(cè)空間內(nèi)的磁場(chǎng)分布；

其中，通過(guò)設(shè)置在衛(wèi)星上的多個(gè)磁場(chǎng)探測(cè)器單體同時(shí)測(cè)量所述磁場(chǎng)，多個(gè)所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體分布在互不平行的不同的平面上，呈立體分布，測(cè)量的所述磁場(chǎng)由方程式①表示：

其中，為測(cè)量到的磁場(chǎng)，為所述待測(cè)空間的待測(cè)磁場(chǎng)，為所述衛(wèi)星的本底磁場(chǎng)；

r,θ和為為球坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)分量，分別代表徑向距離、天頂角、方位角，所述磁場(chǎng)探測(cè)器單體包括外部殼體，所述外部殼體包括框架結(jié)構(gòu)以及與所述框架結(jié)構(gòu)閉合安裝的蓋板，所述外部殼體構(gòu)成所述探測(cè)器單體的暗艙式結(jié)構(gòu)，多個(gè)所述磁場(chǎng)探測(cè)器安裝在所述框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的不同平面上，并且呈三維分布，多個(gè)所述磁場(chǎng)探測(cè)器包括呈三維分布的三軸磁場(chǎng)探測(cè)器，所述三軸磁場(chǎng)探測(cè)器同時(shí)測(cè)量所述待測(cè)空間內(nèi)的所述磁場(chǎng)的三個(gè)磁場(chǎng)分量。