[發明專利]一種基于磁梯度張量的探測方法

有效

• 申請號: 202010048648.1
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111190230B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 潘東華;林生鑫;靳崇渝;金銀錫;葛宇航;李立毅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01R33/022
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種基于磁梯度張量的探測方法，其特征在于，所述探測方法包括以下步驟：

步驟一、先利用STAR法計算位置向量和磁矩向量初值；

步驟二、通過式(10)、(11)計算新的磁梯度收縮的梯度▽C，并利用式(13)、(14)計算新的位置向量和磁矩向量，其中，所述式(10)為：

其中，C_T為磁梯度收縮，C為新的磁梯度收縮，γ是磁矩向量與位置向量的夾角，

所述(11)式為：

其中，真空磁導率μ₀＝4π×10^-7T·m/A；M為磁矩向量的幅值；為單位位置向量，探測距離r為位置向量的幅值；表示x軸正方向所對應平面上的傳感器陣列得到的新的磁梯度收縮C，表示y軸正方向所對應平面上的傳感器陣列得到的新的磁梯度收縮C，表示z軸正方向所對應平面上的傳感器陣列得到的新的磁梯度收縮C，D為基線距離；為(1,0,0)，為(0,1,0)，為(0,0,1)，

所述(13)式為：

為傳感器指向磁目標的位置向量，

所述式(14)為：

式中，

步驟三、重復步驟二，直至前后兩次位置向量的差值滿足收斂條件或者迭代次數達到限制，

以張量梯度儀中心為原點建立空間直角坐標系，根據磁偶極子模型計算出磁目標的全張量

式(1)中，真空磁導率μ₀＝4π×10^-7T·m/A，為磁矩向量，為傳感器指向磁目標的位置向量，r為的大小，δ_ij是克羅內克函數，i＝x,y,z，j＝x,y,z，利用式(1)可計算出磁梯度收縮C_T：

式(2)中，M是磁矩向量的大小，磁目標的方向向量為：

其中，k的值是隨著磁目標的方向的變化而變化的：

式中，γ是與的夾角，根據式(2)、(4)，得到：

其中，是的單位向量，方向誤差是非球面誤差的主要組成部分，帶有偏差的方向向量為：

式中：

假設距離r的計算沒有誤差，定義方向誤差ω：

將式(6)代入式(7)可得：

從式(8)可以看出方向誤差ω與距離r成線性關系，與夾角γ成非線性關系。

2.根據權利要求1所述的一種基于磁梯度張量的探測方法，其特征在于，在步驟二中，具體的，定義新的磁梯度收縮C：

通過對比式(3)和式(9)可得：

則新的磁梯度收縮C的梯度▽C為：

其中表示x軸正方向所對應平面上的傳感器陣列得到的新的磁梯度收縮C，

根據式(9)可得：

結合式(11)和式(12)可得到磁目標的位置向量

計算出磁目標的位置向量后，根據式(1)和最小二乘法計算磁矩向量：

式中：