[发明专利]一种基于磁场梯度张量的目标定位方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于磁场梯度张量的目标定位方法及装置，其包括：获取观测站记录的观测数据；基于记录的观测数据，并利用定位公式计算出在T时刻观测点P与目标体之间的距离矢量，再基于距离矢量以及在T时刻的观测点P的观测位置确定在T时刻目标体的位置。其中，获取的观测数据包括观测点P的两个相邻观测位置在同一时刻T或同一观测点P在T时刻的两个相邻时刻记录的磁场矢量及磁场梯度张量，或包括：观测点P及其两个相邻观测位置在同一时刻T或同一观测点P在T时刻及其两个相邻时刻记录的磁场梯度张量。其中，推导出的定位公式均是消除了地球背景磁场的目标定位公式，解决了现有技术中因地球背景磁场产生的定位误差问题，实现目标体定位。

技术领域

本发明属于地磁学技术领域，具体涉及一种基于磁场梯度张量的目标定位方法及装置。

背景技术

在地磁学中，磁梯度张量除用于勘探地球地质结构构造，寻找油气、矿产资源以外，还被广泛应用于水下磁性目标体定位。现有的磁定位方法一般是在建立在忽略背景场影响的重力或磁异常及其梯度张量的基础上实现。然而，忽略背景场影响的磁定位方法的定位精度必然受到影响，有待进一步提升。

实际上，空间里面一点上的总重力场或总磁场T一般包括三个成分：地球磁场B_e、地下物质体引起的异常场B_a以及未知场B_u：

T＝B₀+B_a+B_u

由于地下目标异常体通常淹没在相对较大的地球磁场B_e(中纬度地区约为50000nT)，直接测量异常场B_a通常具有挑战性，必须从测量结果中消除地球磁场B_e。但地球磁场相对均匀，与人造的磁性目标体相比，其梯度通常较小，其相对人造磁性目标体所产生的梯度场来说可以忽略不计，未知场B_u通常也是被忽略不计，即

因此，为了实现基于磁场梯度张量的目标定位，怎么从强大的区域背景场中提取异常场是十分重要的，也是本领域的技术难点。为此，实有必要设计一种消除地球背景磁场影响的基于磁场梯度张量的目标定位方法，以解决现有技术中因地球背景磁场产生的定位误差问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中因地球背景磁场产生的定位误差问题，进而提供一种基于磁场梯度张量的目标定位方法及装置，用以实现目标体定位。本发明抛开了传统面积性数据采集方式，其观测磁场梯度张量，并利用同一观测站在相邻时刻或相邻观测站在同一时刻记录两组或三组磁场梯度张量以及采用差分的手段推导出消除了地球背景磁场的目标定位公式，实现目标体定位。且所述方法适用于静止目标体定位，也适用于运动目标体定位；适用于基于固定基站的目标定位以及适用于基于运动平台的目标定位。

一方面，本发明提供的一种基于磁场梯度张量的目标定位方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取观测站记录的观测数据；

步骤S2：基于步骤S1记录的所述观测数据，并利用定位公式计算出在T时刻观测点P与目标体之间的距离矢量，再基于所述距离矢量以及在T时刻的所述观测点P的观测位置确定在T时刻所述目标体的位置；

定位公式如下：

r_i＝[G_i-1-G_i+1]^-1·[n(T_i+1-T_i-1)-G_i+1·d]

或

r_i＝[G_i-1-G_i+1]^-1·[nG_i-G_i+1]·d