[发明专利]一种分布式磁异常探测系统动态磁补偿方法

说明书

本发明属于磁异常探测领域，具体公开了一种分布式磁异常探测系统动态磁补偿方法，建立如下优化的载体磁场补偿模型，采用二级估计法确定x的最终参数估计值和独立同分布随机子样g(t)的非参数估计值对载体磁干扰进行动态补偿，进而解算出载体磁补偿后的磁场强度。本方法一方面使载体干扰磁场模型与实际更加符合、提高了模型的准确度；另外一方面也将提高参数估计的精度、减小测量的误差；同时，实时高精度动态补偿提高了分布式磁异常探潜系统的性能。

技术领域

本发明属于磁异常探测领域，具体涉及一种分布式磁异常探测系统动态磁补偿方法。

背景技术

磁异常探测系统可实现对潜艇的探测、识别、跟踪与定位，具有潜艇定位精度高、全天候应用等突出特点，在复杂海况或复杂水声环境下进行磁异常探测、精确定位磁异常目标等方面相比传统声呐探潜具有不可替代的优势，已经成为世界各军事强国目前大力发展的探潜关键技术。围绕磁异常探潜的重大战略需求，提出了基于新型原子磁强计的分布式磁异常探测系统，形成无人机编队、水面组网、水下阵列等分布式磁异常探测的新型探测模式，构建空中、水面、水下三位一体的全天时、全天候智能磁异常探测网络，大幅提升在复杂对抗环境下对磁异常目标的探测、识别、跟踪与定位能力，代表了新一代磁异常探测技术的发展方向。

分布式动态磁补偿技术是分布式磁异常探测系统关键部分，影响系统的综合探测效能。分布式磁异常探测系统实现远距离、高效率的磁异常目标探测，对分布式动态磁补偿技术提出了更高的要求。磁干扰源包括与载体有关的干扰和与载体无关的干扰，本文研究的是与载体有关的磁干扰补偿方法。传统的载体干扰磁场模型主要有恒定干扰磁场、感应干扰磁场和涡流干扰磁场。但载体实际飞行过程中，除了上述载体干扰磁场之外，还会存在其他因素可能对磁强计测量产生影响，因此传统载体干扰磁场模型不能全面描述真实的物理过程，导致测量结果存在较大的误差，进而影响磁异常探测系统的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式磁异常探测系统动态磁补偿方法，其能够提高载体磁补偿的精度，改善补偿效率。

本发明的技术方案如下：

一种分布式磁异常探测系统动态磁补偿方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、建立如下优化的载体磁场补偿模型，以确定载体磁补偿后的磁场强度H_L

H_L＝f(x)+g(t)+Δ

H_m＝H_o+X_p+X_iH_o+X_eH_o

其中，x＝(x_p,x_i,…)为载体恒定、感应和涡流干扰磁场模型参数；g(t)为非参数独立同分布随机子样，t∈[0,1]；Δ为随机误差；H_m为磁强计测量值矢量，H_o为传统模型中的地磁场真实值矢量，X_p为载体恒定干扰磁场矢量，X_i为载体感应干扰磁场参数矩阵，X_e为载体涡流干扰磁场参数矩阵；

步骤二、采用二级估计法确定x的最终参数估计值和独立同分布随机子样g(t)的非参数估计值具体为

1)对载体恒定、感应和涡流干扰磁场模型参数x进行一级估计，得到一级估计结果x^*；

2)利用独立同分布随机子样g(t)进行一级估计，得到一级估计结果g^*(t)；

3)对上述的一级估计结果x^*，进行二级估计，得到最终参数估计值