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基于一字形传感器阵列的磁性目标定位方法

2018-10-19张英堂李志宁李青竹郑建拥

装甲兵工程学院学报 2018年4期

张 琪, 张英堂, 李志宁, 李青竹, 郑建拥

(1. 94019部队, 新疆 和田 848000; 2. 陆军工程大学石家庄校区车辆与电气工程系, 河北 石家庄 050003)

磁性体(如未爆弹[1]和水下车辆等[2])产生的磁异常信号可由磁传感器测得。磁标量传感器具有相对于坐标轴方向不敏感的优势[3],但仅能测得总场强度信号,获得的信息量较少。磁矢量传感器不仅能测得磁性目标在3个正交方向的磁场矢量,由多个磁矢量传感器构成的张量探头还能获得磁梯度张量信息。磁梯度张量不仅具有信息量大、分辨率高的优势,而且能有效屏蔽地磁背景场的干扰。

WYNN[4]首次提出了磁偶极子的单点定位理论;ZHANG等[5]指出磁偶极子的定位算法是欧拉反褶积的一种特例;NARA等[6]通过计算磁梯度张量矩阵的逆与3个正交方向上的磁场矢量的乘积来估算磁偶极子的位置;张朝阳等[7]研究了磁偶极子模型的适用条件;NARA等[8]通过将欧拉方程转化为积分形式,提出了一种具有更高精度的新型定位方法,得到了具有磁通面积分的解析解。磁性目标的位置虽然可以通过解析法直接反演得到,但在实际应用中,由磁传感器测得的磁异常信号通常是磁性目标产生的异常场和地磁背景场的叠加,很难将二者进行有效分离。

为消除地磁场的影响,李光等[9]和于振涛等[10]分别设计了正六面体和正三角形的磁梯度张量探测系统,实现了磁偶极子的单点定位,但并未经试验验证;GANG等[11]利用5个三轴磁通门磁传感器构建了十字形探测阵列,并提出了一种基于高阶磁梯度张量的磁性目标定位算法,可实时定位静止磁性目标。……

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