[發(fā)明專利]一種高精度的極淺水目標(biāo)磁探系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110306960.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113064208B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫廣發(fā);榮英佼;李夢(mèng)蕾;鄭洪浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中船海洋探測(cè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01V3/08
• 分類號(hào): G01V3/08;G01R33/02;G01H17/00;G01C21/16
• 代理公司: 無(wú)錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 過(guò)顧佳;聶啟新

1.一種高精度的極淺水目標(biāo)磁探系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括無(wú)人測(cè)量船以及布設(shè)在所述無(wú)人測(cè)量船上的磁通門傳感器、慣性姿態(tài)測(cè)量裝置、GNSS接收機(jī)和振動(dòng)傳感器，所述慣性姿態(tài)測(cè)量裝置的質(zhì)心與所述無(wú)人測(cè)量船的重心重合，所述振動(dòng)傳感器安裝在所述無(wú)人測(cè)量船的發(fā)動(dòng)機(jī)上，所述磁通門傳感器、慣性姿態(tài)測(cè)量裝置、GNSS接收機(jī)和振動(dòng)傳感器均連接處理器，所述處理器的執(zhí)行方法包括：

通過(guò)所述振動(dòng)傳感器在獲取無(wú)人船振動(dòng)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述無(wú)人船振動(dòng)數(shù)據(jù)確定第一映射矩陣，所述第一映射矩陣表示所述無(wú)人測(cè)量船的發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)與所述磁通門傳感器的三軸輸出變化值之間的映射關(guān)系；

通過(guò)所述慣性姿態(tài)測(cè)量裝置獲取無(wú)人船姿態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述無(wú)人船姿態(tài)數(shù)據(jù)確定第二映射矩陣，所述第二映射矩陣表示所述無(wú)人測(cè)量船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與所述磁通門傳感器的三軸輸出變化值之間的映射關(guān)系；

基于所述GNSS接收機(jī)獲取到的授時(shí)信號(hào)對(duì)所述振動(dòng)傳感器、慣性姿態(tài)測(cè)量裝置和磁通門傳感器進(jìn)行時(shí)間同步，對(duì)所述第一映射矩陣進(jìn)行時(shí)間同步校準(zhǔn)得到第一校正矩陣、對(duì)所述第二映射矩陣進(jìn)行時(shí)間同步校準(zhǔn)得到第二校正矩陣，并根據(jù)所述第一校正矩陣和所述第二校正矩陣對(duì)所述磁通門傳感器獲取到的三軸輸出實(shí)際值進(jìn)行校準(zhǔn)得到目標(biāo)磁探結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器還通過(guò)所述GNSS接收機(jī)獲取所述無(wú)人測(cè)量船在所述磁通門傳感器的采樣時(shí)刻的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)磁異常函數(shù)基于所述實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)確定所述磁通門傳感器受到的磁異常值，則所述處理器根據(jù)所述第一校正矩陣、所述第二校正矩陣和所述磁異常值對(duì)所述三軸輸出實(shí)際值進(jìn)行校準(zhǔn)得到目標(biāo)磁探結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，

所述目標(biāo)磁探結(jié)果為其中，是所述三軸輸出實(shí)際值，T₁是所述第一校正矩陣，T₂是所述第二校正矩陣，Location是所述無(wú)人測(cè)量船的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，函數(shù)f()是所述預(yù)設(shè)磁異常函數(shù)且預(yù)先擬合得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)所述第一映射矩陣進(jìn)行時(shí)間同步校準(zhǔn)得到第一校正矩陣、對(duì)所述第二映射矩陣進(jìn)行時(shí)間同步校準(zhǔn)得到第二校正矩陣，包括：

基于所述授時(shí)信號(hào)根據(jù)第一采樣時(shí)刻和第三采樣時(shí)刻對(duì)所述第一映射矩陣進(jìn)行時(shí)間同步校準(zhǔn)得到所述第一校正矩陣；

基于所述授時(shí)信號(hào)根據(jù)第二采樣時(shí)刻和所述第三采樣時(shí)刻對(duì)所述第二映射矩陣進(jìn)行時(shí)間同步校準(zhǔn)得到所述第二校正矩陣；

所述第一采樣時(shí)刻是所述振動(dòng)傳感器獲取得到所述無(wú)人船振動(dòng)數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻，所述第二采樣時(shí)刻是所述慣性姿態(tài)測(cè)量裝置獲取得到所述無(wú)人船姿態(tài)數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻，所述第三采樣時(shí)刻是所述磁通門傳感器獲取得到所述三軸輸出實(shí)際值的采樣時(shí)刻。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基于所述授時(shí)信號(hào)根據(jù)第一采樣時(shí)刻和第三采樣時(shí)刻對(duì)所述第一映射矩陣進(jìn)行時(shí)間同步校準(zhǔn)得到所述第一校正矩陣，包括：

確定所述第一校正矩陣為T₁＝A₁+ΔA₁，其中ΔA₁＝A₁(dC-dA)，其中，A₁是所述第一映射矩陣，dC是所述第三采樣時(shí)刻與讀取到的最近一個(gè)所述授時(shí)信號(hào)之間的時(shí)間間隔，dA是所述第一采樣時(shí)刻與讀取到的最近一個(gè)所述授時(shí)信號(hào)之間的時(shí)間間隔。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)人船振動(dòng)數(shù)據(jù)包括所述振動(dòng)傳感器的質(zhì)心相對(duì)于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的質(zhì)心在第二空間坐標(biāo)系下的位移變化值(Δx,Δy,Δz)，所述第二空間坐標(biāo)系以所述振動(dòng)傳感器在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的質(zhì)心為原點(diǎn)、三個(gè)軸分別平行于船體坐標(biāo)系的三個(gè)軸，所述船體坐標(biāo)系是以所述無(wú)人測(cè)量船的重心為原點(diǎn)建立的空間坐標(biāo)系；

則所述根據(jù)所述無(wú)人船振動(dòng)數(shù)據(jù)確定第一映射矩陣，包括：

根據(jù)所述無(wú)人船振動(dòng)數(shù)據(jù)確定所述第二空間坐標(biāo)系的變化矩陣；

根據(jù)所述振動(dòng)傳感器在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的質(zhì)心以及所述磁通門傳感器在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的質(zhì)心在所述船體坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值對(duì)所述變化矩陣進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到所述第一映射矩陣。