[發明專利]無需伸桿的空間磁場測量裝置、測量系統及測量方法

有效

• 申請號: 201910096719.2
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109799467B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）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（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 北京漢之知識產權代理事務所(普通合伙) 11479
• 代理人: 陳敏

1.一種無需伸桿的空間磁場測量裝置，其特征在于，包括：

磁強計，所述磁強計包括多個磁場探測器單體，多個所述磁場探測器單體分布在互不平行的不同的平面上，呈立體分布，用于測量待測空間內的磁場；以及

數據處理單元，與所述磁場探測器單體電連接，所述數據處理單元接收所述磁場探測器單體測量的所述待測空間內的所述磁場的數據；

其中所述磁場探測器單體及數據處理單元直接固定連接至其支撐部件上，直接測量所述待測空間內的所述磁場，所述磁場探測器單體包括外部殼體，所述外部殼體包括框架結構以及與所述框架結構閉合安裝的蓋板，所述外部殼體構成所述探測器單體的暗艙式結構，多個所述磁場探測器安裝在所述框架結構的內部的不同平面上，并且呈三維分布，多個所述磁場探測器包括呈三維分布的三軸磁場探測器，所述三軸磁場探測器同時測量所述待測空間內的所述磁場的三個磁場分量。

2.根據權利要求1所述的無需伸桿的空間磁場測量裝置，其特征在于，所述磁場探測器單體呈暗艙式結構，并且包括多個電路板，所述多個電路板包括多個磁場探測器。

3.根據權利要求2所述的無需伸桿的空間磁場測量裝置，其特征在于，多個所述電路板還包括信號拾取電路及放大器，所述信號拾取電路接收所述磁場探測器所測量的所述空間磁場的高頻分量并輸出所述高頻分量的放大的模擬信號至所述數據處理單元；所述放大器對所述磁場探測器所測量的所述空間磁場的直流分量和低頻分量進行放大后輸出至所述數據處理單元。

4.根據權利要求2所述的無需伸桿的空間磁場測量裝置，其特征在于，多個所述磁場探測器單體的數量包括4個或者多于4個，所述磁場探測單元中的所述磁場探測器包括磁阻傳感器。

5.一種無需伸桿的空間磁場測量系統，其特征在于，包括權利要求1-4中任一項所述的無需伸桿的空間磁場測量裝置以及搭載所述空間磁場測量裝置的衛星；

所述衛星外面的衛星桁架形成所述空間磁場測量裝置中的所述磁強計的支撐部件，所述磁強計固定在所述衛星桁架上，其中，所述磁強計中的多個所述磁場探測器單體分別安裝在所述衛星桁架組成的互不平行的不同平面內；

所述空間磁場測量裝置中的所述數據處理單元以機箱的形式設置在所述衛星的內部。

6.根據權利要求5所述的無需伸桿的空間磁場測量系統，其特征在于，所述磁場探測器單體的外部殼體包括第一安裝面，所述衛星桁架上設置有第二安裝面；

所述第一安裝面和所述第二安裝面均設置為四腳式，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.根據權利要求6所述的無需伸桿的空間磁場測量系統，其特征在于，所述熱控多層的層數介于15～25層，所述聚酰亞胺的厚度介于2～8mm。

8.一種無需伸桿的空間磁場測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

同時測量待測空間中多個測試點的磁場得到多個所述測試點的磁場數據；

通過反演算法分析所述磁場數據，從中區提取出待測磁場在所述待測空間內的磁場分布；

其中，通過設置在衛星上的多個磁場探測器單體同時測量所述磁場，多個所述磁場探測器單體分布在互不平行的不同的平面上，呈立體分布，測量的所述磁場由方程式①表示：

其中，為測量到的磁場，為所述待測空間的待測磁場，為所述衛星的本底磁場；

r,θ和為為球坐標系的三個坐標分量，分別代表徑向距離、天頂角、方位角，所述磁場探測器單體包括外部殼體，所述外部殼體包括框架結構以及與所述框架結構閉合安裝的蓋板，所述外部殼體構成所述探測器單體的暗艙式結構，多個所述磁場探測器安裝在所述框架結構的內部的不同平面上，并且呈三維分布，多個所述磁場探測器包括呈三維分布的三軸磁場探測器，所述三軸磁場探測器同時測量所述待測空間內的所述磁場的三個磁場分量。