[發(fā)明專利]一種基于水下磁擾動信號的雙基定位探測系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111123367B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱景;謝冬;歐津東
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明涉及一種基于水下磁擾動信號的雙基定位探測系統(tǒng)及方法，屬于水下儀器設(shè)備領(lǐng)域，該裝置包括套設(shè)于設(shè)立于基準(zhǔn)軸一側(cè)的固定探測結(jié)構(gòu)以及安裝在該結(jié)構(gòu)中心的三軸磁場分量測量系統(tǒng)，測量系統(tǒng)主要包括三軸磁場分量測量儀以及信號傳輸線構(gòu)成，固定探測結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有缺口作為測量系統(tǒng)的工作空間。基準(zhǔn)軸另一側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)內(nèi)部由用于放置三軸磁場分量測量儀的缺口和用于放置導(dǎo)線的導(dǎo)線槽，旋轉(zhuǎn)盤整體與基準(zhǔn)軸用旋轉(zhuǎn)軸連接。本發(fā)明利用旋轉(zhuǎn)盤實現(xiàn)雙基可變角度探測，極大的改善了單基探測系統(tǒng)在實際測量中存在的死區(qū)問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、便于安裝維護等有點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水下儀器設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種基于水下磁擾動信號的雙基定位探測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

水下作業(yè)不可避免的會涉及水下環(huán)境的探測，而針對鐵磁性物體的探測在水下打撈等作業(yè)時有著重要的作用。目前以聲響訊號探測水面下的人造物體成為運用最廣泛的手段。但是當(dāng)水下環(huán)境較為復(fù)雜時復(fù)，聲納探測的靈敏度受到一定的限制，同時，聲納探測還有自身的諸如“聲影區(qū)”的局限，非聲探測技術(shù)將發(fā)揮重要的作用，其中水下磁場探測技術(shù)是一種基于磁異信號的目標(biāo)探測技術(shù)，是近年來隨著磁傳感器的測量精度不斷提高而新興的一種目標(biāo)磁探測技術(shù)。

目前，利用磁擾動信號檢測水下目標(biāo)往往采用單磁場探測系統(tǒng)。如中國發(fā)明專利CN109991669A、CN109521477A。對于利用雙探測基進行磁性目標(biāo)定位的發(fā)明較少，已有的發(fā)明中，如中國發(fā)明專利CN103926625B采用四臺磁傳感器平面排列測量，結(jié)構(gòu)以及工作原理較為復(fù)雜，要實現(xiàn)準(zhǔn)確的目標(biāo)測量，對四臺傳感器的測量精度以及校準(zhǔn)精度有著很高的要求，在實際應(yīng)用中不便于安裝。

而針對全張量磁梯度定位算法在某些探測區(qū)域會出現(xiàn)探測誤差，從而導(dǎo)致整體測量準(zhǔn)確度較低的問題，較少有人提供成熟可靠的解決方法。在傳感器測量精度不變且較難提高的情況下，該問題會成為長期掣肘定位準(zhǔn)確度的重要因素，因此，針對該難點的改進方法對磁場定位領(lǐng)域的發(fā)展起著重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于水下磁擾動信號的雙基定位探測系統(tǒng)及方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于水下磁擾動信號的雙基定位探測系統(tǒng)，包括置于基準(zhǔn)軸(2)一側(cè)的固定測量模塊(1)以及安裝在固定測量模塊缺口上的三軸磁場分量測量系統(tǒng)；

以及另一側(cè)的旋轉(zhuǎn)盤；

旋轉(zhuǎn)盤包括旋轉(zhuǎn)軸(4)和放置可變?nèi)S磁場測量系統(tǒng)的缺口(3)，中間的基準(zhǔn)軸內(nèi)部有放置驅(qū)動電機和控制端口的缺口(5)，控制信號線由基準(zhǔn)軸圓柱形導(dǎo)管進入驅(qū)動電機，再經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸進入左右兩側(cè)的固定測量模塊和可變測量模塊。

可選的，所述旋轉(zhuǎn)盤的缺口由圓柱形缺口空間與旋轉(zhuǎn)軸相連接。

可選的，所述三軸磁場分量測量系統(tǒng)和可變?nèi)S磁場測量系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)軸連接，并通過旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部空間放置信號傳輸線。

可選的，所述固定測量模塊與基準(zhǔn)軸剛性連接不可產(chǎn)生相對位移或旋轉(zhuǎn)。

可選的，所述驅(qū)動電機由控制端口的命令控制，控制端口通過置于基準(zhǔn)軸內(nèi)部的信號傳輸線接受和發(fā)送信號。

可選的，所述信號傳輸線由防水耐磨材料包裹。

基于所述系統(tǒng)的雙基定位探測方法，該方法包括如下步驟：

首先，將探測系統(tǒng)置于水中；

然后，利用兩側(cè)磁場信號采集系統(tǒng)采集信號，并傳導(dǎo)至其基準(zhǔn)軸，同時利用驅(qū)動電機控制旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，從而使得兩側(cè)測量系統(tǒng)的測量軸相異；

最后，利用兩個測量系統(tǒng)的測量得到的全張量磁梯度矩陣的相對特征值的離散程度作為判據(jù)，判斷兩個不同基準(zhǔn)測量系統(tǒng)的測量結(jié)果的可靠性，最終選擇可靠性高的一組測量結(jié)果最為最終結(jié)果輸出。