[发明专利]一种载机磁环境的识别方法

说明书

技术领域

本发明属于航空地磁测量及识别领域，具体涉及一种载机磁环境的识别方法。

背景技术

载机的磁环境对机载地磁测量有重要的影响。载机磁环境包括：

1、载机上永磁材料和顺磁材料磁性源的影响

典型的器件如电磁继电器、铁氧体隔离器、电机中的永磁材料，所有铁磁材料和它们的合金构成等软磁材料，被磁化后而表现出来的硬磁性源的特征。

2、载机上的感应磁场

包括直流和交流导线与环路，均可以产生稳态磁场和交变磁场，统称为杂散磁场。

表征磁性强弱的物理量是磁矩，定义为通过环路的电流与该环路包围面积的乘积。单位为安培.米²。

载机磁环境的识别问题，一直是机载地磁测量专业中载机磁环境补偿的重要研究问题。通常载机磁测子系统是一个加改装的子系统，加改装时飞机的磁环境已经无法重新进行磁设计了。载机上的固定磁铁和磁化了的铁磁材料，会导致磁传感器产生偏差。另一方面，飞机上的电流环路，会在周边产生出感应的交变磁场。因此，为了获得真实的地磁场数据，必须进行载机的磁补偿。而要补偿掉载机磁环境，就必须对飞机磁环境进行识别。

理论上，机载磁环境的识别可以通过比较实际的载机传感器输出和理论地磁场模型(如IGRF模型等)来实现。但是，现有的理论模型本身的分辨率和精度跟实际当地磁场相比，可有上百nT的误差。因此，我们拟采用差分的方法提取载机的磁环境数据。具体地说，飞机磁环境是通过比较机载磁测数据和地面站磁测数据得到。

我们得知的最早的工作，是Leliak 1961年提出的18项载机磁环境模型。原始文件目前在国内无法找到，我们是通过加拿大PetRosEiKon公司贾睿中的改进的飞机磁补偿项目总结报告中得知该模型的。

Leliak的18项模型如下：

B_T＝c₁cosX+c₂cosY+c₃cosZ+B_g(c₄cos²X+c₅cosXcosY++c₆cosXcosZ+c₇cos²Y+c₈cosYcosZ+c₉cos²Z)++B_g(c₁₀cosX(cosX)′+c₁₁cosX(cosY)′+c₁₂cosX(cosZ)′+         (14)+c₁₃cosY(cosX)′+c₁₄cosY(cosY)′+c₁₅cosY(cosZ)′+c₁₆cosZ(cosX)′+c₁₇cosZ(cosY)′+c₁₈cosZ(cosZ)′)

式中，BT为载机磁环境，(cosX，cosY，cosZ)为地磁场向量相对载机水平轴、纵轴和垂直轴的方向余弦，()’为对自变量的导数。一旦得到这个模型，我们就可以预测载机的磁场了。在式(14)右端中，头三项表示了载机的永磁和顺磁材料引起的干扰。随后六项则表示了飞机上感应磁场的干扰。最后的九项则代表了飞机上涡流导致的磁场的干扰。

考虑到

cos²X+cos²Y+cos²Z＝1                             (15)

cosX(cosX)′+cosY(cosY)′+cosZ(cosZ)′＝0        (16)

实际上式(14)只有十六项。此外，我们注意到，从式(1)来看，现有的磁环境补偿技术，完全是只针对地磁场总量而言的。

注意在式(14)中地磁场的总量Bg无法在补偿前获得，我们没有找到Leliak的原始文献，无法确知。看来只有一种可能，即使用IGRF模型计算出来的理论值来替代。