[發明專利]一種用于定位海域中電學分界面的主動電場探測裝置和方法

有效

• 申請號: 202011023392.5
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112068210B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 孫嘉慶;陳聰;杜初陽
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;胡藝

1.一種用于定位海域中電學分界面的主動電場探測方法，其特征在于，包括：

步驟1，根據海水的電導率σ、主動電場探測裝置的結構參數、所加激勵源強度，計算出相對主動電場場源p位置確定的兩個測點A、B處電場強度三分量測量值作為電場強度的初值E_A0、E_B0；

步驟2，主動電場探測裝置到達待測海域時，根據測點A、B處電場強度的實測值E_A測、E_B測；相對于電場強度初值的變化量δE_A、δE_B判斷探測裝置附近是否存在電學分界面，所述相對于電場強度初值的變化量為兩個測點處電場強度的實測值與初值的差；

步驟3，當判斷探測裝置附近存在電學分界面時，定位出主動電場場源p關于電學分界面鏡像的鏡像場源p＇的位置(x，y，z)；

步驟4，由于鏡像場源p＇與主動電場場源p關于電學分界面S對稱，所以由p＇、p的坐標計算出電學分界面S的單位法向向量n和坐標原點距離分界面S的距離,即為實現了電學分界面的定位。

2.根據權利要求1所述的一種用于定位海域中電學分界面的主動電場探測方法，其特征在于，所述測點A、B為兩個電場強度探測器所在位置；所述測點A、B處電場強度的實測值E_A測、E_B測即由兩個電場強度探測器探測到并通過數據采集存儲單元輸出的電場強度三分量數據。

3.根據權利要求1所述的一種用于定位海域中電學分界面的主動電場探測方法，其特征在于，所述步驟1的計算方法包括：

主動電場場源等效為一電偶極子p，偶極矩為P，其坐標為(x_S，y_S，z_S)；探測裝置裝配完成之后，發射電極和電場強度探測器之間的相對位置關系隨之確定，將坐標系選取在探測裝置上，則可得到兩電場強度探測器所在位置點的位置矢量R₁、R₂，電場強度的初值E_A0、E_B0為

其中矩陣I為3階單位矩陣。

4.根據權利要求1所述的一種用于定位海域中電學分界面的主動電場探測方法，其特征在于，所述步驟2判斷探測裝置附近是否存在電學分界面的具體方法包括：

計算

若|δE_A|+|δE_B|≤c，其中c為人工經驗參數，則判斷其附近不存在電學分界面；若|δE_A|+|δE_B|＞c，則判斷此時探測裝置附近存在電學分界面。

5.根據權利要求1所述的一種用于定位海域中電學分界面的主動電場探測方法，其特征在于，所述步驟3定位出主動電場場源p關于電學分界面鏡像的鏡像場源p＇的位置(x，y，z)的方法包括：

設測點A、B相對于鏡像場源p＇的相對位置矢量分別為R′_A，R′_B，將相對位置矢量R_A＇、R_B＇和電場強度的差值δE_A、δE_B帶入

通過擬合運算使得參量G的模小于閾值k，其中k為人工經驗參數，此時鏡像場源的坐標(x,y,z)即為鏡像場源p＇的位置。

6.一種利用如權利要求1-5任一項所述方法的用于定位海域中電學分界面的主動電場探測裝置，其特征在于：包括1個發射電極對和2個電場強度探測器，所述發射電極對和所述電場強度探測器設置于固定基座的外部，所述固定基座內設有數據采集存儲單元和發射電極激勵源，所述發射電極激勵源的輸出端連接所述發射電極對的輸入端，所述數據采集存儲單元的輸入端連接所述電場強度探測器的信號輸出端。

7.根據權利要求6所述的一種用于定位海域中電學分界面的主動電場探測裝置，其特征在于：所述發射電極對設置在所述固定基座頂面的中心處；

所述發射電極對包括兩個對稱設置的鉑片，兩個所述鉑片沿所述固定基座中心線對稱設置。