[发明专利]一种磁偶极子目标测距测向方法

说明书

本发明公开了一种磁偶极子目标测距测向方法，使用测量轴对称配置的三轴磁强计十字阵列测量阵列中心处的磁偶极子磁梯度张量，依据磁矩大小与磁性目标姿态无关的特点可以得到被探测目标的磁矩大小范围，由该点磁梯度张量的比值以及目标磁矩大小范围反演出被探测目标与十字阵列中心的距离和十字阵列测量坐标系下的磁偶极子目标的方位角。本发明所提的方法无需磁梯度张量测量系统对磁性目标的磁场矢量的测量，也无需磁梯度张量测量系统移动以测量空间多个点的磁梯度张量值；本发明所提的方法能使用三轴磁强计十字阵列作为磁梯度张量测量系统，所使用的三轴磁强计相对较少，降低了测量系统的复杂性和重量，便于轻型平台搭载使用。

技术领域

本发明涉及一种磁偶极子目标测距测向方法，特别是一种基于磁梯度张量分量比值的磁偶极子目标测距测向方法，属于磁性目标探测及其参数反演技术领域

背景技术

基于磁异常场的被动式目标探测技术具有隐蔽性好、能连续侦测、效率高、使用简单可靠、反应迅速等优点，还不受天文、气象和水文等的影响，可作为声学探测手段的有益补充，在水下目标探测与追踪、矿产勘探、体内微型诊疗装置的无创定位等方面有着重要的应用价值。

作为共轭抑制背景磁场的差分测量方式，磁梯度张量的测量结果受地磁场的倾角和偏角的影响小，所构成的张量不变量无需特殊处理就可很好地描述磁场源。因此，基于磁梯度张量的磁性目标参数反演技术得到了关注与研究。

Wiegert等提出了张量约缩量STAR的定位方法，张量约缩量为球等值面的不变量(Roy Wiegert，J.Oeschger.Generalized magnetic gradient contraction basedmethod for detection,localization and discrimination of underwater mines andunexploded ordnance[J].Mine WarfareShip Self-Defence,2010,2:1325-1332)。Clark利用磁梯度张量特征值计算归一化磁源强度，结合梯度张量确定磁源位置的唯一解(DavidA Clark.New methods for interpretation of magnetic vector and gradient tensordata I:Eigenvector analysis and the normalized source strength[J].Explorationgeophysics,2012,43(4):267-282)。Teixeira等利用张量矩阵最小特征值对应的特征向量与相对位置矢量之间的正交关系，提出一种张量欧拉反褶积和磁场梯度张量特征分析的联合反演方法，增强了反演算法的收敛性(Francisco Curado Teixeira,AntónioPascoal.Magnetic navigation and tracking of underwater vehicles[J].IFACProceedings Volumes,2013,46(33):239-244)。Lee等用磁梯度张量导出的两个标量参数来表征目标的磁矩和位置，再由梯度法求解位置并实验验证这种方法(Kok-Meng Lee,MinLi.Magnetic tensor sensor for gradient-based localization of ferrous objectin geomagnetic field[J].IEEE Transactions on Magnetics,2016,52(8):1-10)。