[發(fā)明專利]一種磁通門磁強(qiáng)計(jì)的零漂數(shù)據(jù)獲取方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110451626.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN112986871B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁愷鑫;杜愛民;張瑩;趙琳;孫樹全;馮曉;李智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01R33/02
• 分類號(hào): G01R33/02
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 梁凱

本發(fā)明公開了一種磁通門磁強(qiáng)計(jì)的零漂數(shù)據(jù)獲取方法及裝置，其中方法包括：控制第一數(shù)控開關(guān)、第二數(shù)控開關(guān)以及第三數(shù)控開關(guān)分別在預(yù)設(shè)周期內(nèi)換向，獲得第一數(shù)控開關(guān)、第二數(shù)控開關(guān)和第三數(shù)控開關(guān)之間的8種開關(guān)方向組合；采集每種開關(guān)方向組合對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)；磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)包括：x軸磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)、y軸磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)以及z軸磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)；基于零點(diǎn)漂移的影響因素以及磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，獲得零漂數(shù)據(jù)。本發(fā)明獲得的零漂數(shù)據(jù)可對(duì)磁通門磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并且零漂數(shù)據(jù)的獲取對(duì)硬件改動(dòng)要求小，成本低，對(duì)可適應(yīng)不同的外部環(huán)境適用范圍更大，可有效的應(yīng)用于行星際設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)量磁變量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁通門磁強(qiáng)計(jì)的零漂數(shù)據(jù)獲取方法及裝置。

背景技術(shù)

磁通門磁強(qiáng)計(jì)，是衛(wèi)星在軌磁場(chǎng)測(cè)量的主要儀器，可以測(cè)量三分量的空間矢量磁場(chǎng)。磁通門雖然具有低功耗、小體積、高精度、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，但其存在零點(diǎn)漂移，后文簡(jiǎn)稱零漂。磁通門磁強(qiáng)計(jì)的零點(diǎn)會(huì)隨時(shí)間、溫度、機(jī)械應(yīng)力、電磁環(huán)境等外界環(huán)境變化發(fā)生漂移。而且這種變化往往呈現(xiàn)非線性的特征，具有一定程度上的不可重復(fù)性和隨機(jī)性。零點(diǎn)漂移會(huì)導(dǎo)致磁強(qiáng)計(jì)數(shù)據(jù)的可靠性、一致性變差，影響相應(yīng)數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和連續(xù)性。在追求高精密磁場(chǎng)探測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景，例如磁異常勘察、磁場(chǎng)波動(dòng)監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景中，必須設(shè)法避免或消除零漂。當(dāng)在地面或航空環(huán)境中應(yīng)用磁通門磁強(qiáng)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)定期的、人工的標(biāo)定和校準(zhǔn)，來(lái)消除其零漂。然而，安裝在人造衛(wèi)星上的磁通門磁強(qiáng)計(jì)，尤其是搭載在行星際探測(cè)器上的磁通門磁強(qiáng)計(jì)，由于其距離地球遙遠(yuǎn)，無(wú)法進(jìn)行人工維護(hù)。在此種應(yīng)用場(chǎng)景下，需要設(shè)法采取其他的校正和標(biāo)定方法以消除零漂。

目前，在軌標(biāo)定磁通門磁強(qiáng)計(jì)主要有三類方法。

第一類，是借助衛(wèi)星所在空間環(huán)境中的磁場(chǎng)的物理特征，例如行星磁層內(nèi)的磁鏡模磁場(chǎng)波動(dòng)，或行星際太陽(yáng)風(fēng)磁場(chǎng)中的阿爾芬波等。這種方法要求衛(wèi)星本身長(zhǎng)時(shí)間在具備這些物理?xiàng)l件的環(huán)境中工作。第二類，則是利用衛(wèi)星攜帶的其他儀器進(jìn)行在軌標(biāo)定。衛(wèi)星本身可能會(huì)攜帶理論零漂較小的其它磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x器，例如基于光泵或質(zhì)子旋進(jìn)原理的標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)。通過(guò)比較標(biāo)量磁強(qiáng)計(jì)和矢量的磁通門磁強(qiáng)計(jì)的數(shù)據(jù)，可以在一定程度上消除磁通門磁強(qiáng)計(jì)的零漂。這種方法要求衛(wèi)星必須攜帶不少于2種的原位磁場(chǎng)測(cè)量載荷。第三類，則是利用衛(wèi)星本身的設(shè)計(jì)進(jìn)行在軌標(biāo)定。部分衛(wèi)星是旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定的，即其會(huì)繞特定旋轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)。當(dāng)衛(wèi)星繞Z軸自轉(zhuǎn)時(shí)，磁通門測(cè)量到的XY兩軸方向的磁場(chǎng)會(huì)周期性變化，可利用其周期性變化消除XY軸磁場(chǎng)測(cè)量的零漂。但Z軸的零漂需要另行解決。

因此，目前消除磁通門磁強(qiáng)計(jì)的零漂需要較為苛刻的外部條件，無(wú)法適用于行星際設(shè)備中。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種磁通門磁強(qiáng)計(jì)的零漂數(shù)據(jù)獲取方法及裝置，實(shí)施時(shí)對(duì)外部條件要求低，適用范圍更大，可有效的應(yīng)用于行星際設(shè)備。

第一方面，本申請(qǐng)通過(guò)一實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

一種磁通門磁強(qiáng)計(jì)的零漂數(shù)據(jù)獲取方法，應(yīng)用于磁通門磁強(qiáng)計(jì)，所述磁通門磁強(qiáng)計(jì)包括：探頭、反饋模塊、激勵(lì)模塊以及感應(yīng)模塊；所述探頭與所述反饋模塊之間設(shè)置有第一數(shù)控開關(guān)，所述探頭與所述激勵(lì)模塊之間設(shè)置有第二數(shù)控開關(guān)，所述探頭與所述感應(yīng)模塊之間設(shè)置有第三數(shù)控開關(guān)；所述方法包括：

控制所述第一數(shù)控開關(guān)、所述第二數(shù)控開關(guān)以及所述第三數(shù)控開關(guān)分別在預(yù)設(shè)周期內(nèi)換向，獲得所述第一數(shù)控開關(guān)、第二數(shù)控開關(guān)和所述第三數(shù)控開關(guān)之間的8種開關(guān)方向組合；采集每種所述開關(guān)方向組合對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)；所述磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)包括：x軸磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)、y軸磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)以及z軸磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)；基于零點(diǎn)漂移的影響因素和所述預(yù)設(shè)周期內(nèi)的所述磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，獲得零漂數(shù)據(jù)；其中，所述影響因素包括：探頭及環(huán)境的剩磁、探頭內(nèi)激勵(lì)信號(hào)的耦合泄露、探頭寄生電容效應(yīng)、探頭感應(yīng)信號(hào)失真、感應(yīng)信號(hào)處理電路失調(diào)和反饋信號(hào)處理電路失調(diào)。

可選的，所述采集每種所述開關(guān)方向組合對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，包括：