[发明专利]一种利用地磁总场对水下磁目标高精度远距离的定位方法

说明书

技术领域

发明所涉及的是一种利用地磁总场对水下磁目标高精度远距离的定位方法。 

背景技术

地磁学是一门古老的学科，通过对地磁场的研究可以推进对宇宙演变、地球演变、地质构造演变及地震活动等相关领域的基础研究。地磁研究的成果在航海、航空、航天、能源勘探以及军事领域中有着广泛而重要的应用。 

以扫雷为例，二战时期遗留的沉底水雷贴在百米深的海底，声特性与石头相似，声纳难以有效的将其与环境分开，对于声纳几乎是大海捞针。沉船、水下古迹、水下矿藏、水下管线、水下各种遗留失效设备等的声特性与沉底水雷有相似之处，很多时候单独依靠声纳很难判断。但沉船、古迹、矿藏、水下设备等在地磁场环境中都具有明显的感应磁场分布，这种感应磁场分布与普通地磁背景场不同，因而在磁图上属于明显异常点，所以磁法扫雷作为可行技术很早就得到了应用，随着磁法仪器硬件和地磁技术的发展也得到越来越多的重视和实效。 

我国黄海平均海深50米，东海多为200米的大陆架，在这种环境下，海况和目标噪声是决定声呐探测距离的最大因素。而基于磁场探测则不用考虑这些因素，目标自身磁场和在地磁场中的感应磁场在地磁图中是非常明显的异常点，很容易发现。 

地磁场是矢量场，实施矢量测量可以更全面地描述和掌握地磁要素与地磁信息，但要实现矢量测量困难重重，首先必须使用矢量磁传感器，现阶段一般采用三轴磁通门传感器，其安装使用都很复杂，安装时姿态方位一定要严格校正，载体运动过程中仍要实时补偿姿态和方位变化的影响，校正姿态方位还要使用其他高精度定位系统。 

与探测地磁总场的光泵磁力仪比较，三轴磁通门磁力仪的分辨率不高，一般在0.1nT量级，水中目标如沉船以目标磁偶极子远场理论来估算，这种磁力仪对目标的探测极限距离是250m。而用基于总场的铯光泵磁力仪，最高分辨率可达fT量级，理论极限探测距离超过10km。即使分辨率降低至0.6pT，这种磁力仪在探测距离2km时仍能保证距离分辨率1m，对动态目标可以动态定位。而且由于测量地磁总场，总场光泵磁力仪安装使用不需要姿态方位校准，非常方便。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种对水下磁目标高精度远距离定位的利用地磁总场对水下磁目标高精度远距离的定位方法。 

本发明的目的是这样实现的： 

（1）在水面或水下利用四台磁传感器排列成平面正方形阵列： 

正方形的边长D，其中第一传感器T₁的位置设为坐标原点（0，0），第二传感器T₂放置于坐标系x轴上（-D，0）位置，第三传感器T₃放置于y轴上（0，D）位置，第四传感器T₄放置于xy平面上（-D，D）位，阵列平面方向与水平面平行； 

（2）采集第一传感器测量值T₁、第二传感器测量值T₂、第三传感器测量值T₃、第四传感器测量值T4、四个传感器和目标的距离r₁、r₂、r₃、r₄； 

（3）计算目标的方位坐标（d、a）及目标磁矩|P_m|：