舰船磁场模型适用范围研究
2012-03-24吕俊伟于振涛樊利恒盖俊峰
海军航空大学学报 2012年5期
吕俊伟,于振涛,樊利恒,盖俊峰
(海军航空工程学院控制工程系,山东 烟台 264001)
在进行舰船的磁性防护、水雷的磁引信设计、电磁扫雷具设计、磁性目标的探测定位等过程中,都需要了解磁性目标在整个空间的磁场分布情况,这就要求首先要建立起磁性目标的磁场数学模型。经过近几十年的发展,目前有多种有效的磁场数学模型,其中可用于磁性目标探测定位的模型主要有磁偶极子模型和椭球体模型[1-3]。
磁偶极子模型与椭球体模型相比,数学表达简洁,容易进行各种数学运算,因而基于磁偶极子模型的定位算法较多,且这些算法的运算量较小,能够快速实现磁性目标的探测定位,所以在舰船磁性目标的探测定位中,目前应用最为广泛的是磁偶极子模型[3-5]。但对于磁偶极子模型适用的观测距离(即磁力仪测量点到磁性目标的距离),目前的研究只有定性的结论,即磁偶极子模型只适用于表达磁性目标的远程磁场,对于近程磁场的表达存在较大误差。而随着磁偶极子模型在磁性目标定位算法中的广泛应用,需要量化磁偶极子模型适用的观测距离。
椭球体模型将舰船磁性目标视为一个均匀磁化的旋转椭球体,其精度大大优于磁偶极子模型,尤其是近程磁场的表达,椭球体模型可以近似表达实际磁场[6-8]。本文利用磁偶极子模型和椭球体模型,分别对舰船磁性目标的空间磁场分布进行了仿真计算,并通过比较分析量化了磁偶极子模型的适用观测距离。……
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