[发明专利]水下滑翔机磁场特征测试方法

说明书

本发明提出一种水下滑翔机磁场特征测试系统、数据采集方法及测试方法，属于磁场特征测试技术领域。该系统包括：三轴磁通门传感器，用于采集三个正交方向的磁场数据；磁场信号调理模块，用于接收和处理三轴磁通门传感器输出的磁场数据；姿态传感器，用于采集三轴磁通门传感器的三个轴的姿态数据；数据处理和监控子系统，用于数据的实时查看和数据处理；主控模块，用于控制三轴磁通门传感器和姿态传感器同步采集，接收姿态数据和磁场数据，进行数据存储和回收，以及与数据处理和监控子系统进行数据传输。该系统能够实现对水下滑翔机本身磁场特征的准确测试，结合测试方法能够实现对水下滑翔机静态和动态条件下产生的磁异常的实时监测。

技术领域

本发明属于磁场特征测试技术领域，尤其涉及一种水下滑翔机磁场特征测试系统、数据采集方法及测试方法。

背景技术

海洋电磁探测系统搭载于水下滑翔机上，能够实现海洋电磁环境的大范围观测。然而，水下滑翔机在运动和静止过程中，内部的磁性部件、供电系统、运动驱动系统、控制系统等会产生不同频率、不同强度的磁场噪声，这些磁场噪声成为海洋电磁环境探测的重要干扰源，进而影响海洋电磁探测系统的灵敏度。因而，为了增加海洋电磁探测系统的磁探测能力，需要对水下滑翔机本身的磁特性进行测量。

目前，用于磁场特征测量的传感器有很多种，包括检测线圈、质子磁力仪和超导量子干涉仪等。其中，检测线圈灵敏度高，但对振动敏感，而且，灵敏度越高尺寸越大，不便于在移动平台上使用；质子磁力仪对角度振动不敏感，但是，其高频性能差、体积大且只能测标量磁场；超导量子干涉仪具有最高的探测灵敏度，但需要4K的液He低温工作环境，成本高，应用范围有限。

因而，如何对水下滑翔机本身磁场特征进行测量，以解决电磁探测系统的磁场噪声干扰问题，是当前急需解决的一项技术问题。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提出一种水下滑翔机磁场特征测试系统、数据采集方法及测试方法，能够实现对水下滑翔机本身磁场特征的准确测试。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种水下滑翔机磁场特征测试系统，包括：

三轴磁通门传感器，用于采集三个正交方向的磁场数据；

磁场信号调理模块，连接于三轴磁通门传感器，用于接收和处理三轴磁通门传感器输出的磁场数据；

姿态传感器，用于采集三轴磁通门传感器的三个轴的姿态数据；

数据处理和监控子系统，用于数据的实时查看和数据处理，数据处理包括利用姿态数据校正磁场数据；

主控模块，与磁场信号调理模块、姿态传感器和数据处理和监控子系统分别连接，用于控制三轴磁通门传感器和姿态传感器同步采集，接收姿态传感器采集的姿态数据和磁场信号调理模块处理后的磁场数据，进行数据存储和回收，以及与数据处理和监控子系统进行数据传输。

在本发明的一些实施例中，主控模块包括FPGA，以及与FPGA分别连接的磁场采集接口、姿态采集接口、高精度时钟单元、数据存储单元、数据回收单元和通信单元；

FPGA，用于控制三轴磁通门传感器和姿态传感器同步采集，控制数据存储、回收流程；

磁场采集接口连接于磁场信号调理模块，用于接收磁场信号调理模块处理后的磁场数据；

姿态采集接口连接于姿态传感器，用于接收姿态传感器输出的姿态数据；

高精度时钟单元用于向FPGA提供时间信息；

数据存储单元用于数据存储；

数据回收单元用于数据回收；

通信单元用于向数据处理和监控子系统传输数据。