[發明專利]磁浮標的航向誤差在線補償方法

有效

• 申請號: 202011296005.5
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112393745B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 秦杰;江薇;王同雷;王春娥;陳路昭;萬雙愛
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01R33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種磁浮標的航向誤差在線補償方法，該方法包括：確認磁浮標僅具有永磁特性或同時具有永磁和感磁特性；當磁浮標僅具有永磁特性時，給出磁浮標永磁標定方程；根據磁浮標永磁標定方程，求解磁干擾系數；在磁浮標永磁標定方程以及磁干擾系數的基礎上，在線補償磁浮標晃動時引入的磁干擾以實現對磁浮標的航向誤差的在線補償；當磁浮標同時具有永磁和感磁特性時，給出磁浮標永磁和感磁標定方程；求解磁干擾系數；在磁浮標永磁和感磁標定方程以及磁干擾系數的基礎上，對磁浮標的航向誤差的在線補償。應用本發明的技術方案，以解決現有技術中由于磁浮標自身晃動所導致的待測信號信噪比低、探測距離短且目標易丟失的技術問題。

技術領域

本發明涉及水下磁探技術領域，尤其涉及一種磁浮標的航向誤差在線補償方法。

背景技術

目前，現有完全依賴聲學探測的反潛探測體系已面臨挑戰，傳統聲學探潛效能呈現持續降低趨勢，已經遠遠不能滿足海洋安全防護的需求，亟需發展非聲隱身特征信號的探測技術。其中水下磁場的非聲物理特征凸顯，其探測和隱身防護技術已經成為各國海軍非常關注的一個方向。浮標因其體積小、易布放、成本低等優勢，已成為海洋中最常用的探測載體。但是由于浮標在海水中會隨著海浪等作用產生橫滾、航向以及俯仰三個方向的晃動，因此浮標內的磁傳感器會測得浮標載體自身晃動引起的干擾噪聲，大大降低了待測信號的信噪比，成為了制約磁浮標應用的最大瓶頸之一。

發明內容

本發明提供了一種磁浮標的航向誤差在線補償方法，能夠解決現有技術中由于磁浮標自身晃動所導致的待測信號信噪比低、探測距離短且目標易丟失的技術問題。

本發明提供了一種磁浮標的航向誤差在線補償方法，磁浮標的航向誤差在線補償方法包括：在磁浮標內固定連接三軸磁阻；確認磁浮標僅具有永磁特性或同時具有永磁和感磁特性；當磁浮標僅具有永磁特性時，給出磁浮標永磁標定方程；根據磁浮標永磁標定方程，設計磁浮標的磁干擾標定試驗以求解磁浮標在各個方向的磁浮標永磁標定方程的磁干擾系數；在磁浮標永磁標定方程以及磁干擾系數的基礎上，基于磁浮標內的三軸磁阻所獲取的磁浮標的實時姿態信息在線補償磁浮標晃動時引入的磁干擾以實現對磁浮標的航向誤差的在線補償；當磁浮標同時具有永磁和感磁特性時，給出磁浮標永磁和感磁標定方程；根據磁浮標永磁和感磁標定方程，設計磁浮標的磁干擾標定試驗以求解磁浮標在各個方向的磁浮標永磁和感磁標定方程的磁干擾系數；在磁浮標永磁和感磁標定方程以及磁干擾系數的基礎上，基于磁浮標內的三軸磁阻所獲取的磁浮標的實時姿態信息在線補償磁浮標晃動時引入的磁干擾以實現對磁浮標的航向誤差的在線補償。

進一步地，在求解磁浮標在各個方向的磁浮標永磁標定方程的磁干擾系數之后，航向誤差在線補償方法還包括：對磁干擾系數進行優化；在磁浮標永磁標定方程以及優化后的磁干擾系數的基礎上，基于磁浮標內的三軸磁阻所獲取的磁浮標的實時姿態信息在線補償磁浮標晃動時引入的磁干擾以實現對磁浮標的航向誤差的在線補償。

進一步地，在求解磁浮標在各個方向的磁浮標永磁和感磁標定方程的磁干擾系數之后，航向誤差在線補償方法還包括：對磁干擾系數進行優化；在磁浮標永磁和感磁標定方程以及優化后的磁干擾系數的基礎上，基于磁浮標內的三軸磁阻所獲取的磁浮標的實時姿態信息在線補償磁浮標晃動時引入的磁干擾以實現對磁浮標的航向誤差的在線補償。

進一步地，磁浮標永磁標定方程為其中，E為磁強計測量的總場，T為地磁場，H_p為磁浮標的永磁系數，u₁為三軸磁阻坐標系X軸相對于地磁場矢量的方向余弦，u₂為三軸磁阻坐標系Y軸相對于地磁場矢量的方向余弦，u₃為三軸磁阻坐標系Z軸相對于地磁場矢量的方向余弦，c₁為永磁干擾源在三軸磁阻坐標系X軸上的投影，c₂為永磁干擾源在三軸磁阻坐標系Y軸上的投影，c₃為永磁干擾源在三軸磁阻坐標系Z軸上的投影。