[发明专利]航磁探测方法

说明书

本发明提供了一种航磁探测系统和方法，航磁探测系统包括固定翼无人机主体、总场磁力仪、磁补偿器、触发单元和航姿仪；航姿仪适于实时获取固定翼无人机主体的飞机姿态数据；触发单元适于当检测到外部触发脉冲后，触发总场磁力仪进行频率计数，并同时触发磁补偿器读取来自航姿仪的当前飞机姿态数据；总场磁力仪适于将通过频率计数获得的频率值转换为磁场值，作为当前磁总场数据发送给磁补偿器；磁补偿器适于对读取到的当前飞机姿态数据进行滑动均值滤波，以利用当前磁总场数据和经过滑动均值滤波后的当前飞机姿态数据进行航磁补偿。本发明的航磁探测系统和方法不需安装三分量磁力仪即可完成航磁探测，克服了现有技术的不足。

技术领域

本发明涉及航磁技术，尤其涉及一种航磁探测方法。

背景技术

在航磁探测过程中，需要获取飞机的姿态信息以及飞机当前姿态所引入的磁场干扰大小。一般而言，通过三分量磁力仪测量磁场矢量值可以获取飞机的姿态信息，通过总场磁力仪测量磁场的标量值获取此姿态的干扰大小。为了测量过程中数据精度尽可能高，三分量磁力仪和总场磁力仪的探头都需要放置在飞机机头前方，或者机尾后方，或者翼尖部位。

对于有人机而言，飞机空间大，改造容易，但是对于无人机航磁，无人机自身载重不如有人机，并且改造难度大。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供了一种航磁探测系统和方法，以至少解决由于无人机自身载重小难以安装三分量磁力仪等设备的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种航磁探测系统，航磁探测系统包括固定翼无人机主体、总场磁力仪、磁补偿器、触发单元和航姿仪，总场磁力仪、磁补偿器以及航姿仪分别设置在固定翼无人机主体上；航姿仪适于实时获取固定翼无人机主体的飞机姿态数据；触发单元适于当检测到外部触发脉冲后，触发总场磁力仪进行频率计数，并同时触发磁补偿器读取来自航姿仪的当前飞机姿态数据；总场磁力仪适于将通过频率计数获得的频率值转换为磁场值，作为当前磁总场数据发送给磁补偿器；磁补偿器适于对读取到的当前飞机姿态数据进行滑动均值滤波，以利用当前磁总场数据和经过滑动均值滤波后的当前飞机姿态数据进行航磁补偿。

进一步地，总场磁力仪安装在固定翼无人机主体的机尾后部，而磁补偿器设置于固定翼无人机主体的机身腹部。

进一步地，波特率设置为115200。

进一步地，磁补偿器适于按照如下过程进行航磁补偿：设任意时刻地磁场H_earth与固定翼无人机主体的机体的三轴x、y和z之间的角度分别为α、β和γ，用c_x、c_y和c_z分别表示α、β和γ各自的方向余弦，使得且设飞机干扰场为H_d，将H_d划分为恒定场H_con、感应场H_induce和涡流场H_vortex；设恒定场系数为p_i(i＝1，2，3)，则得：设感应场系数a_ij(i＝1,2,3；j＝1,2,3)，则得设涡流场系数为b_ij(i＝1,2,3；j＝1,2,3)，则得设磁力仪测得的总场为H_total，则

飞机在校准过程中是出在海拔3–4Km处的高空中，假设地磁场H_earth保持不变，则则：