杨明明，刘大明，连丽婷，张朝阳

（海军工程大学电气与信息工程学院电磁系，湖北 武汉 430033）

0 引言

舰船定位是实施舰船磁场检测、进而评估舰船磁性状态的首要步骤［1］。目前主要的定位方式可以分为以下两类：1）间接定位——在预知传感器与某固定参考点的相对位置后，再借助其他辅助设备（如DGPS［2］等）确定舰船与该参考点的相对位置，由此可以推算传感器与舰船的相对位置；2）磁定位——将舰船磁场用若干个磁源来等效，由测量数据反演磁源的磁矩和运动轨迹，从而确定各采样时刻传感器与目标的相对位置［3－8］。从上面的分析不难发现，无论采用何种定位方式，都需要预知传感器位置的先验知识：磁定位为传感器之间的相对位置，而间接定位为传感器与某参考点的相对位置。

文献［9］将舰船磁场等效为单个磁极子产生的磁场，在磁矩和传感器离水面的垂直距离已知的基础上，由磁场测量值和水深值来确定传感器与偶极子的相对位置的水平分量，即实现了传感器定位。然而，若无法准确获取磁矩，则该方法的定位效果急剧变差，而对磁矩实施精准测量是非常困难的。因此，本文提出采用位于海面的圆形载流线圈作为磁偶极子源来确定海底矢量磁传感器位置的方法。

1 传感器定位原理和优化算法

如图1所示，I为位于海面的圆形载流线圈，线圈半径为R，线圈匝数为N，电流为I，矢量传感器P位于海底。对传感器P进行定位的任务就是由传感器的磁场测量值来确定传感器自身相对于线圈中心的相对位置（xP，yP，zP）。……