CN114609555B - 集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统 - Google Patents

集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114609555B
CN114609555B CN202011420329.5A CN202011420329A CN114609555B CN 114609555 B CN114609555 B CN 114609555B CN 202011420329 A CN202011420329 A CN 202011420329A CN 114609555 B CN114609555 B CN 114609555B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
total field
unmanned
axis
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011420329.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114609555A (zh
Inventor
秦杰
陈路昭
王同雷
王春娥
江薇
万双爱
刘建丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI
Original Assignee
Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI filed Critical Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI
Priority to CN202011420329.5A priority Critical patent/CN114609555B/zh
Publication of CN114609555A publication Critical patent/CN114609555A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114609555B publication Critical patent/CN114609555B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/022—Measuring gradient

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

本发明提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统，该方法包括：将至少三个无人磁总场探测平台构成集群磁探测系统；确认集群磁探测系统的平台间距要求和磁场采样间隔；协同控制至少三个无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行；建立集群磁探测系统的磁总场全轴梯度测量的数学模型；基于磁总场全轴梯度测量的数学模型，建立基于总场全轴梯度目标参数的状态方程与观测方程；基于各个无人磁总场探测平台剩磁干扰水平确定观测噪声协方差，通过标准的线性卡尔曼滤波算法可以实现空间磁总场全轴梯度磁场的实时计算。应用本发明的技术方案，以解决全轴梯度探测系统测量精度低及对无人磁测系统平台载荷能力及供电性能要求高等技术问题。

Description

集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统
技术领域
本发明涉及地球空间物理科学和航空磁探测技术领域，尤其涉及一种集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统。
背景技术
航空磁探测技术在陆海金属矿产资源勘探勘察，水下军事装备如潜艇、水雷探测、地磁场建模与磁图绘制以及地质构造研究等领域具有重要而广泛的应用。当前，国内外高精度航空磁法探测形式以航磁总场探测和航磁总场梯度探测为主，其中航磁总场梯度探测能获得更多有效信息，相比航磁总场探测能为目标探测与反演提供更多的信息，受到国内外广泛关注。
目前，国内外航磁总场全轴梯度探测系统平台主要以固定翼有人机和直升机平台为主，通过在飞机机翼两端、机尾搭载不少于4个总场磁力仪实现全轴梯度磁场探测，典型的有加拿大国家研究院Convair580全轴磁梯度测量实验机系统，中国地质调查局航遥中心基于Y-12平台的全轴梯度航磁测量系统等，其水平方向基线通常为10～30m，垂直方向基线通常为2～5m。因此，现有的基于有人机平台磁总场全轴梯度探测系统因不同位置磁力仪测量性能不同及不同方向梯度基线差异，导致磁总场全轴梯度中各方向梯度测量性能存在较大差异。
随着小型化、高灵敏度原子磁力仪技术发展，将无人机与磁探仪结合的无人磁测系统成为航空磁探测发展的重要分支。无人磁探测系统在操作灵便型、安全性及高性价比方面较有人机系统具有明显优势，因此成为航空磁探测发展的趋势与研究方向。考虑将多个磁力仪集成在单架飞机平台的航磁总场全轴梯度磁测系统模式，对飞机平台载荷能力、供电性能均有较高的要求，不利于在单架无人磁测系统中大发展应用，且考虑现有基于有人机平台的全轴磁梯度测量系统基线较短，梯度测量性能受限于平台因素而难以提升，难以满足在深海、深地资源勘探及弱磁兴趣目标探测的应用需求。
发明内容
本发明提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统，能够解决现有技术中全轴梯度探测系统测量精度低及对无人磁测系统平台载荷能力及供电性能要求高的技术问题。
根据本发明的一方面，提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测方法，集群无人磁总场全轴梯度探测方法包括：将至少三个无人磁总场探测平台构成集群磁探测系统；基于各无人磁总场探测平台的磁测噪声水平和航磁总场全轴梯度测量指标要求，确认集群磁探测系统的平台间距要求和磁场采样间隔；根据集群磁探测系统的平台间距要求，协同控制至少三个无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行，实现沿规划任务航线内集群磁探测系统的航磁总场信息测量；基于集群磁探测系统的磁总场信息、磁场采样间隔以及各个无人磁总场探测平台的位置信息建立集群磁探测系统的磁总场全轴梯度测量的数学模型；基于磁总场全轴梯度测量的数学模型，建立基于总场全轴梯度目标参数的状态方程与观测方程；基于各个无人磁总场探测平台剩磁干扰水平确定观测噪声协方差，根据磁总场全轴梯度初值、状态方程、观测方程以及观测噪声协方差矩阵，通过标准的线性卡尔曼滤波算法可以实现空间磁总场全轴梯度磁场的实时计算。
进一步地，在确认集群磁探测系统的平台间距要求之前，集群无人磁总场全轴梯度探测方法还包括：选择集群磁探测系统中的任意一个无人磁总场探测平台的测量磁场作为参考磁场，集群磁探测系统中的其余的无人磁总场探测平台以参考磁场作为基准进行初始化处理以实现各个无人磁总场探测平台测量磁场的一致性。
进一步地，协同控制至少三个无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行，实现沿规划任务航线内集群磁探测系统的航磁总场信息测量具体包括：协同控制至少三个无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行，保证各个无人磁总场探测平台协同飞行航线偏差及位置测量误差满足指标要求，实现沿规划任务航线内集群磁探测系统的航磁总场信息测量。
进一步地，飞行航线偏差需满足航线误差小于r/2，位置测量误差需满足测量误差小于或等于r/20，其中，r为由集群磁探测系统的平台间距要求所确定的任一无人磁总场探测平台与任务测线之间的间距。
进一步地，集群磁探测系统包括三个无人磁总场探测平台，磁总场全轴梯度测量的数学模型为
其中，Gradx(t0)，Grady(t0)，Gradz(t0)为任务测线在t0时刻的空间磁总场全轴梯度，Gradx(t0)为总场沿x方向的梯度，Grady(t0)为总场沿y方向的梯度，Gradz(t0)为总场沿z方向的梯度；t11，t12为第一无人磁总场探测平台在t0相邻前后测点对应时刻，t21，t22为第二无人磁总场探测平台在t0相邻前后测点对应时刻，t31，t32为第三无人磁总场探测平台在t0相邻前后测点对应时刻；b1(t11)和b1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t11，t12时刻的磁测量总场，b2(t21)和b2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t21，t22时刻的磁测量总场，b3(t31)和b3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t31，t32时刻的磁测量总场；x1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t12时刻的沿x轴的位置，x1(t11)为第一无人磁总场探测平台在t11时刻的沿x轴的位置；y1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t12时刻的沿y轴的位置，y1(t11)为第一无人磁总场探测平台在t11时刻的沿y轴的位置；z1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t12时刻的沿z轴的位置，z1(t11)为第一无人磁总场探测平台在t11时刻的沿z轴的位置；x2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t22时刻的沿x轴的位置，x2(t21)为第二无人磁总场探测平台在t21时刻的沿x轴的位置；y2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t22时刻的沿y轴的位置，y2(t21)为第二无人磁总场探测平台在t21时刻的沿y轴的位置；z2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t22时刻的沿z轴的位置，z2(t21)为第二无人磁总场探测平台在t21时刻的沿z轴的位置；x3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t32时刻的沿x轴的位置，x3(t31)为第三无人磁总场探测平台在t31时刻的沿x轴的位置；y3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t32时刻的沿y轴的位置，y3(t31)为第三无人磁总场探测平台在t31时刻的沿y轴的位置；z3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t32时刻的沿z轴的位置，z3(t31)为第三无人磁总场探测平台在t31时刻的沿z轴的位置。
进一步地，总场全轴梯度目标参数的状态方程为
其中，k为样本序号，Gradx(k)为第k个样本点对应时刻沿x轴的磁场梯度，Grady(k)为第k个样本点对应时刻沿y轴的磁场梯度，Gradz(k)为第k个样本点对应时刻沿z轴的磁场梯度，Gradx(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿x轴的磁场梯度，Grady(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿y轴的磁场梯度，Gradz(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿z轴的磁场梯度，wxk为沿x轴的随机白噪声，wyk为沿y轴的随机白噪声，wzk为沿z轴的随机白噪声。
进一步地，总场全轴梯度目标参数的观测方程为
其中，b1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的磁测量总场，x1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的沿x轴的位置，y1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的沿y轴的位置，z1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的沿z轴的位置。
进一步地，总场全轴梯度初值可根据
来获取。其中，Gx0为磁总场全轴梯度探测系统在t＝0时刻沿x轴的磁场梯度初值，Gy0磁总场全轴梯度探测系统在t＝0时刻沿y轴的磁场梯度初值，Gz0磁总场全轴梯度探测系统在t＝0时刻沿z轴的磁场梯度初值；Δt为无人磁总场探测平台磁测数据时间采样间隔，b1(Δt)为第一无人磁总场探测平台在Δt时刻的磁测量总场，b1(0)为第一无人磁总场探测平台在初始时刻的磁测量总场，x1(Δt)为第一无人磁总场探测平台在Δt时刻的沿x轴的位置，x1(0)为第一无人磁总场探测平台在初始时刻的沿x轴的位置；b2(Δt)为第二无人磁总场探测平台在Δt时刻的磁测量总场，b2(0)为第二无人磁总场探测平台在初始时刻的磁测量总场，x2(Δt)为第二无人磁总场探测平台在Δt时刻的沿x轴的位置，x2(0)为第二无人磁总场探测平台在初始时刻的沿x轴的位置；b3(Δt)为第三无人磁总场探测平台在Δt时刻的磁测量总场，b3(0)为第三无人磁总场探测平台在初始时刻的磁测量总场，x3(Δt)为第三无人磁总场探测平台在Δt时刻的沿x轴的位置，x3(0)为第三无人磁总场探测平台在初始时刻的沿x轴的位置。
进一步地，观测噪声协方差矩阵可根据2*diag(δ2,δ2,δ2,δ2,δ2,δ2)来获取，其中，δ为各个无人磁总场探测平台自身的测量噪声。
根据本发明的又一方面，提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测系统，集群无人磁总场全轴梯度探测系统使用如上所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法进行磁总场全轴梯度探测。
应用本发明的技术方案，提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测方法，该集群无人磁总场全轴梯度探测方法与现有技术中将多个磁力仪集成在单架飞机平台的航磁总场全轴梯度磁测方法相比，其通过将至少三个无人磁总场探测平台共同构成集群磁探测系统，并根据该集群磁探测系统实现磁总场全轴磁场的实时计算，有效降低了无人磁探测对飞机平台载荷能力及供电性能要求，提高了全轴梯度测量精度，能够满足在深海、深地资源勘探及弱磁兴趣目标探测的应用需求。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明的具体实施例提供的集群无人磁总场全轴梯度探测方法的流程框图；
图2示出了根据本发明的具体实施例提供的由三个无人磁总场探测平台构成的集群无人磁总场全轴梯度探测系统实现总场全轴梯度测量示意图；
图3示出了根据本发明的具体实施例提供的集群无人磁总场全轴梯度探测系统仿真测量磁场的结构示意图；
图4(a)至图4(c)示出了基于本发明的集群无人磁总场全轴梯度探测方法和系统获取的空间磁总场全轴梯度的示意图；
图5示出了根据本发明的具体实施例提供的无人磁总场探测平台的运动轨迹为三角构型的结构示意图；
图6示出了根据本发明的具体实施例提供的无人磁总场探测平台的运动轨迹为正方形构型的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1至图6所示，根据本发明的具体实施例提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测方法，该集群无人磁总场全轴梯度探测方法包括：将至少三个无人磁总场探测平台构成集群磁探测系统；基于各无人磁总场探测平台的磁测噪声水平和航磁总场全轴梯度测量指标要求，确认集群磁探测系统的平台间距要求和磁场采样间隔；根据集群磁探测系统的平台间距要求，协同控制至少三个无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行，实现沿规划任务航线内集群磁探测系统的航磁总场信息测量；基于集群磁探测系统的磁总场信息、磁场采样间隔以及各个无人磁总场探测平台的位置信息建立集群磁探测系统的磁总场全轴梯度测量的数学模型；基于磁总场全轴梯度测量的数学模型，建立基于总场全轴梯度目标参数的状态方程与观测方程；基于各个无人磁总场探测平台剩磁干扰水平确定观测噪声协方差，根据磁总场全轴梯度初值、状态方程、观测方程以及观测噪声协方差矩阵，通过标准的线性卡尔曼滤波算法可以实现空间磁总场全轴梯度磁场的实时计算。
应用此种配置方式，提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测方法，该方法通过将至少三个无人磁总场探测平台构成集群磁探测系统，协同控制至少三个无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行，建立集群磁探测系统的磁总场全轴梯度测量的数学模型；然后基于磁总场全轴梯度测量的数学模型，建立基于总场全轴梯度目标参数的状态方程与观测方程；最终基于各个无人磁总场探测平台剩磁干扰水平确定观测噪声协方差，根据磁总场全轴梯度初值、状态方程、观测方程以及噪声协方差矩阵，通过标准的线性卡尔曼滤波算法可以实现空间磁总场全轴梯度磁场的实时计算。本发明所提供的集群无人磁总场全轴梯度探测方法与现有技术中将多个磁力仪集成在单架飞机平台的航磁总场全轴梯度磁测方法相比，其通过将至少三个无人磁总场探测平台共同构成集群磁探测系统，并根据该集群磁探测系统实现磁总场全轴磁场的实时计算，有效降低了无人磁探测对飞机平台载荷能力及供电性能要求，提高了全轴梯度测量精度，能够满足在深海、深地资源勘探及弱磁兴趣目标探测的应用需求。
在本发明中，受无人机平台磁干扰、磁力仪航向误差及绝对测量精度等因素的影响，集群磁测系统中各无人磁总场探测平台磁力仪之间会存在测量偏差，直接影响航磁总场全轴梯度测量的准确性。为了实现空间磁总场全轴梯度磁场的实时计算，在将至少三个无人磁总场探测平台构成集群磁探测系统之后，需要消除集群探测系统中各个无人磁总场探测平台之间的测量误差。具体地，选择集群磁探测系统中的任意一个无人磁总场探测平台的测量磁场作为参考磁场，集群磁探测系统中的其余的无人磁总场探测平台以参考磁场作为基准进行初始化处理以实现各个无人磁总场探测平台测量磁场的一致性。
作为本发明的一个具体实施例，集群磁探测系统包括三个无人磁总场探测平台，集群磁探测系统中各无人磁总场探测平台初始化具体过程如下：选择磁环境良好地面环境(例如草原等)，将各个无人磁总场探测平台置于相同航向下依次测量各无人磁总场探测平台磁力仪的磁场，选择1#无人磁总场探测平台磁力仪测量磁场为参考磁场，将其余磁力仪测量磁场进行初始化处理，使之与1#无人磁总场探测平台所探测的磁场相一致，进而实现各无人磁测平台测量磁场的一致性。
进一步地，在完成了集群磁测系统中各无人磁总场探测平台磁力仪的磁场初始化之后，需要基于各无人磁总场探测平台的磁测噪声水平和航磁总场全轴梯度测量指标要求，确认集群磁探测系统的平台间距要求和磁场采样间隔。作为本发明的一个具体实施例，分布式无人集群磁探测系统磁总场全轴梯度的测量精度取决于各无人机磁测平台自身的噪声水平和平台间距。如图2所示，假设各无人磁总场探测平台自身的测量噪声均为δ(nT)，当集群无人机磁测系统全轴梯度的指标要求均为γ(nT/m)时，为了保证竖直方向以及横向(此处所说的横向是指同时垂直于运动方向和数值方向的方向)的总场梯度磁场精度，则要求集群无人磁总场探测平台的间距r(各无人磁总场探测平台与任务测线之间的距离)不小于δ/γ(m)。针对集群无人磁总场探测平台运动方向的梯度磁场，则根据集群无人磁总场探测平台的间距r及各无人磁总场探测平台的运动速度v，则可以确定各无人磁总场探测平台的采样间隔Δt＝r/v。通过控制集群无人磁总场探测平台的分布距离及磁场采样间隔，从而保证空间梯度磁场的测量精度指标满足要求。
此外，在确认了集群磁探测系统的平台间距要求和磁场采样间隔之后，即可根据集群磁探测系统的平台间距要求，协同控制至少三个无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行，实现沿规划任务航线内集群磁探测系统的航磁总场信息测量。此外，在协同控制至少三个无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行的同时，为确保有效消除背景干扰磁场且最大程度实现待测航线目标位置全轴梯度磁场的估计，需要保证各无人磁总场探测平台的飞行航线误差及位置测量误差满足指标要求。
作为本发明的一个具体实施例，根据磁总场全轴梯度任务航线和集群磁探测系统中各无人磁总场探测平台的间距r可规划出各无人磁总场探测平台的运动轨迹，典型的运动轨迹可以为三角构型或正方形构型，其截面如图5和图6所示。
为确保有效消除背景干扰磁场且最大程度实现待测航线目标位置全轴梯度磁场的估计，对各无人磁总场探测平台的飞行航线偏差需满足航线误差小于r/2，从而保证任意时刻无人机在任务目标航点附近。集群无人机的位置测量精度，直接影响集群磁测系统基线长度的计算误差，因此需要要求无人机位置测量误差要远小于基线长度，一般位置测量误差需满足测量误差小于或等于r/20，其中，r为由集群磁探测系统的平台间距要求所确定的任一无人磁总场探测平台与任务测线之间的间距。
进一步地，在本发明中，在实现了沿规划任务航线内集群磁探测系统的航磁总场信息测量之后，即可基于集群磁探测系统的磁总场信息、磁场采样间隔以及各个无人磁总场探测平台的位置信息建立集群磁探测系统的磁总场全轴梯度测量的数学模型。
作为本发明的一个具体实施例，集群磁探测系统包括三个无人磁总场探测平台，任务航线x(t),y(t),z(t)在t0时刻的坐标点x(t0),y(t0),z(t0)可简写为x0,y0,z0，定义该位置航磁总场全轴梯度为Gradx(t0),Grady(t0),Gradz(t0)。以三个无人磁总场探测平台为例，1#无人机的航迹轨迹为x1(t),y1(t),z1(t)，测量磁场为b1(x1,y1,z1)；2#无人机的航迹轨迹为x2(t),y2(t),z2(t)，测量磁场为b2(x2,y2,z2)；3#无人机的航迹轨迹为x3(t),y3(t),z3(t)，测量磁场为b3(x3,y3,z3)。
在x1(t),y1(t),z1(t)轨迹中，选择与任务航线t0时刻x0最近的前后两测量点x1(t11),x1(t12)，测量磁场为b1(t11),b1(t12)；在x2(t),y2(t),z2(t)轨迹中，选择与任务航线t0时刻x0最近的前后两测量点x2(t21),x2(t22)，测量磁场为b2(t21),b2(t22)；在x3(t),y3(t),z3(t)轨迹中，选择与任务航线t0时刻x0最近的前后两测量点x3(t31),x3(t32)，测量磁场为b3(t31),b3(t32)。
根据测量磁场可以建立涵盖磁总场全轴梯度参数Gradx(t),Grady(t),Gradz(t)的数学模型为
其中，Gradx(t0)，Grady(t0)，Gradz(t0)为任务测线在t0时刻的空间磁总场全轴梯度，Gradx(t0)为总场沿x方向的梯度，Grady(t0)为总场沿y方向的梯度，Gradz(t0)为总场沿z方向的梯度；t11，t12为第一无人磁总场探测平台在t0相邻前后测点对应时刻，t21，t22为第二无人磁总场探测平台在t0相邻前后测点对应时刻，t31，t32为第三无人磁总场探测平台在t0相邻前后测点对应时刻；b1(t11)和b1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t11，t12时刻的磁测量总场，b2(t21)和b2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t21，t22时刻的磁测量总场，b3(t31)和b3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t31，t32时刻的磁测量总场；x1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t12时刻的沿x轴的位置，x1(t11)为第一无人磁总场探测平台在t11时刻的沿x轴的位置；y1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t12时刻的沿y轴的位置，y1(t11)为第一无人磁总场探测平台在t11时刻的沿y轴的位置；z1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t12时刻的沿z轴的位置，z1(t11)为第一无人磁总场探测平台在t11时刻的沿z轴的位置；x2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t22时刻的沿x轴的位置，x2(t21)为第二无人磁总场探测平台在t21时刻的沿x轴的位置；y2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t22时刻的沿y轴的位置，y2(t21)为第二无人磁总场探测平台在t21时刻的沿y轴的位置；z2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t22时刻的沿z轴的位置，z2(t21)为第二无人磁总场探测平台在t21时刻的沿z轴的位置；x3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t32时刻的沿x轴的位置，x3(t31)为第三无人磁总场探测平台在t31时刻的沿x轴的位置；y3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t32时刻的沿y轴的位置，y3(t31)为第三无人磁总场探测平台在t31时刻的沿y轴的位置；z3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t32时刻的沿z轴的位置，z3(t31)为第三无人磁总场探测平台在t31时刻的沿z轴的位置。
进一步地，在本发明中，在获取了磁总场全轴梯度测量的数学模型之后，即可基于磁总场全轴梯度测量的数学模型，建立基于总场全轴梯度目标参数的状态方程与观测方程。
具体地，航磁总场全轴梯度磁场Gradx(t),Grady(t),Gradz(t)的离散化时间样本序列可以表述为Gradx(k),Grady(k),Gradz(k)，k为样本序号。总场全轴梯度目标参数的状态方程为
其中，k为样本序号，Gradx(k)为第k个样本点对应时刻沿x轴的磁场梯度，Grady(k)为第k个样本点对应时刻沿y轴的磁场梯度，Gradz(k)为第k个样本点对应时刻沿z轴的磁场梯度，Gradx(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿x轴的磁场梯度，Grady(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿y轴的磁场梯度，Gradz(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿z轴的磁场梯度，wxk为沿x轴的随机白噪声，wyk为沿y轴的随机白噪声，wzk为沿z轴的随机白噪声。
总场全轴梯度目标参数的观测方程为
其中，b1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的磁测量总场，x1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的沿x轴的位置，y1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的沿y轴的位置，z1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的沿z轴的位置。
进一步地，在获取了基于总场全轴梯度目标参数的状态方程与观测方程之后，即可基于各个无人磁总场探测平台剩磁干扰水平确定观测噪声协方差，根据磁总场全轴梯度初值、状态方程、观测方程以及噪声协方差矩阵，通过标准的线性卡尔曼滤波算法可以实现空间磁总场全轴梯度磁场的实时计算。
作为本发明的一个具体实施例，根据集群磁探测系统中各无人磁总场探测平台，通过构建
即可获取初始测量位置的总场全轴梯度初值。其中，Gx0为磁总场全轴梯度探测系统在t＝0时刻沿x轴的磁场梯度初值，Gy0磁总场全轴梯度探测系统在t＝0时刻沿y轴的磁场梯度初值，Gz0磁总场全轴梯度探测系统在t＝0时刻沿z轴的磁场梯度初值；Δt为无人磁总场探测平台磁测数据时间采样间隔，b1(Δt)为第一无人磁总场探测平台在Δt时刻的磁测量总场，b1(0)为第一无人磁总场探测平台在初始时刻的磁测量总场，x1(Δt)为第一无人磁总场探测平台在Δt时刻的沿x轴的位置，x1(0)为第一无人磁总场探测平台在初始时刻的沿x轴的位置；b2(Δt)为第二无人磁总场探测平台在Δt时刻的磁测量总场，b2(0)为第二无人磁总场探测平台在初始时刻的磁测量总场，x2(Δt)为第二无人磁总场探测平台在Δt时刻的沿x轴的位置，x2(0)为第二无人磁总场探测平台在初始时刻的沿x轴的位置；b3(Δt)为第三无人磁总场探测平台在Δt时刻的磁测量总场，b3(0)为第三无人磁总场探测平台在初始时刻的磁测量总场，x3(Δt)为第三无人磁总场探测平台在Δt时刻的沿x轴的位置，x3(0)为第三无人磁总场探测平台在初始时刻的沿x轴的位置。
根据各个无人磁总场探测平台剩磁干扰水平，可以确定卡尔曼滤波器观测噪声协方差矩阵为2*diag(δ2,δ2,δ2,δ2,δ2,δ2)，其中，δ为各个无人磁总场探测平台自身的测量噪声。最终，根据磁总场全轴梯度初值、状态方程、观测方程以及噪声协方差矩阵，通过标准的线性卡尔曼滤波算法可以实现空间磁总场全轴梯度磁场的实时计算。
根据本发明的另一方面，提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测系统，该集群无人磁总场全轴梯度探测系统使用如上所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法进行磁总场全轴梯度探测。
在此种配置方式下，提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测系统，该系统使用如上所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法进行磁总场全轴梯度探测，由于本发明的集群无人磁总场全轴梯度探测方法通过将至少三个无人磁总场探测平台共同构成集群磁探测系统，并根据该集群磁探测系统实现磁总场全轴磁场的实时计算，能够有效降低无人磁探测对飞机平台载荷能力及供电性能要求，因此，将本发明的磁总场全轴梯度探测方法用于集群无人磁总场梯度探测系统中，能够极大地提高集群无人磁总场全轴梯度探测系统的工作性能。
为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图6对本发明所提供的集群无人磁总场全轴梯度探测方法进行详细说明。
如图1至图6所示，根据本发明的具体实施例提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测方法，该方法具体包括如下步骤。
步骤一，将三个无人磁总场探测平台构成集群磁探测系统，对集群磁探测系统中各无人磁总场探测平台磁力仪的测量磁场进行初始化。选择磁环境良好地面环境(例如草原等)，将各个无人磁总场探测平台置于相同航向下依次测量各无人磁总场探测平台磁力仪的磁场，选择1#无人磁总场探测平台磁力仪测量磁场为参考磁场，将其余磁力仪测量磁场进行初始化处理，使之与1#无人磁总场探测平台所探测的磁场相一致，进而实现各无人磁测平台测量磁场的一致性。
步骤二，基于各无人磁总场探测平台的磁测噪声水平和航磁总场全轴梯度测量指标要求，确认集群磁探测系统的平台间距要求和磁场采样间隔。分布式无人集群磁探测系统磁总场全轴梯度的测量精度取决于各无人机磁测平台自身的噪声水平和平台间距。如图2所示，假设各无人磁总场探测平台自身的测量噪声均为δ(nT)，当集群无人机磁测系统全轴梯度的指标要求均为γ(nT/m)时，为了保证竖直方向以及横向(此处所说的横向是指同时垂直于运动方向和数值方向的方向)的总场梯度磁场精度，则要求集群无人磁总场探测平台的间距r(各无人磁总场探测平台与任务测线之间的距离)不小于δ/γ(m)。针对集群无人磁总场探测平台运动方向的梯度磁场，则根据集群无人磁总场探测平台的间距r及各无人磁总场探测平台的运动速度v，则可以确定各无人磁总场探测平台的采样间隔Δt＝r/v。通过控制集群无人磁总场探测平台的分布距离及磁场采样间隔，从而保证空间梯度磁场的测量精度指标满足要求。
步骤三，根据集群磁探测系统的平台间距要求，协同控制三个无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行，保证各个无人磁总场探测平台协同飞行航线偏差及位置测量误差满足指标要求，实现沿规划任务航线内集群磁探测系统的航磁总场信息测量。
在本实施例中，各无人磁总场探测平台的运动轨迹为三角构型，为确保有效消除背景干扰磁场且最大程度实现待测航线目标位置全轴梯度磁场的估计，对各无人磁总场探测平台的飞行航线偏差需满足航线误差小于r/2，从而保证任意时刻无人机在任务目标航点附近。集群无人机的位置测量精度，直接影响集群磁测系统基线长度的计算误差，因此需要要求无人机位置测量误差要远小于基线长度，一般位置测量误差需满足测量误差小于或等于r/20，其中，r为由集群磁探测系统的平台间距要求所确定的任一无人磁总场探测平台与任务测线之间的间距。
步骤四，基于集群磁探测系统的磁总场信息、磁场采样间隔以及各个无人磁总场探测平台的位置信息建立集群磁探测系统的磁总场全轴梯度测量的数学模型。在本实施例中，集群磁探测系统包括三个无人磁总场探测平台，任务航线x(t),y(t),z(t)在t0时刻的坐标点x(t0),y(t0),z(t0)可简写为x0,y0,z0，定义该位置航磁总场全轴梯度为Gradx(t0),Grady(t0),Gradz(t0)。以三个无人磁总场探测平台为例，1#无人机的航迹轨迹为x1(t),y1(t),z1(t)，测量磁场为b1(x1,y1,z1)；2#无人机的航迹轨迹为x2(t),y2(t),z2(t)，测量磁场为b2(x2,y2,z2)；3#无人机的航迹轨迹为x3(t),y3(t),z3(t)，测量磁场为b3(x3,y3,z3)。
在x1(t),y1(t),z1(t)轨迹中，选择与任务航线t0时刻x0最近的前后两测量点x1(t11),x1(t12)，测量磁场为b1(t11),b1(t12)；在x2(t),y2(t),z2(t)轨迹中，选择与任务航线t0时刻x0最近的前后两测量点x2(t11),x2(t12)，测量磁场为b2(t21),b2(t22)；在x3(t),y3(t),z3(t)轨迹中，选择与任务航线t0时刻x0最近的前后两测量点x3(t11),x3(t12)，测量磁场为b3(t31),b3(t32)。
根据测量磁场可以建立涵盖磁总场全轴梯度参数Gradx(t),Grady(t),Gradz(t)的数学模型为
步骤五，基于磁总场全轴梯度测量的数学模型，建立基于总场全轴梯度目标参数的状态方程与观测方程。在本实施例中，航磁总场全轴梯度磁场Gradx(t),Grady(t),Gradz(t)的离散化时间样本序列可以表述为Gradx(k),Grady(k),Gradz(k)，k为样本序号。总场全轴梯度目标参数的状态方程为
其中，k为样本序号，Gradx(k)为第k个样本点对应时刻沿x轴的磁场梯度，Grady(k)为第k个样本点对应时刻沿y轴的磁场梯度，Gradz(k)为第k个样本点对应时刻沿z轴的磁场梯度，Gradx(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿x轴的磁场梯度，Grady(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿y轴的磁场梯度，Gradz(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿z轴的磁场梯度，wxk沿x轴的随机白噪声，wyk沿y轴的随机白噪声，wzk沿z轴的随机白噪声。
总场全轴梯度目标参数的观测方程为
步骤六，基于各个无人磁总场探测平台剩磁干扰水平确定观测噪声协方差，根据磁总场全轴梯度初值、状态方程、观测方程以及噪声协方差矩阵，通过标准的线性卡尔曼滤波算法可以实现空间磁总场全轴梯度磁场的实时计算。
综上所述，本发明提供了一种集群无人磁总场全轴梯度探测方法和系统，该方法与现有技术中将多个磁力仪集成在单架飞机平台的航磁总场全轴梯度磁测方法相比，其通过将至少三个无人磁总场探测平台共同构成集群磁探测系统，并根据该集群磁探测系统实现磁总场全轴磁场的实时计算，有效降低了无人磁探测对飞机平台载荷能力及供电性能要求。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集群无人磁总场全轴梯度探测方法，其特征在于，所述集群无人磁总场全轴梯度探测方法包括：
将至少三个无人磁总场探测平台构成集群磁探测系统；
基于各无人磁总场探测平台的磁测噪声水平和航磁总场全轴梯度测量指标要求，确认集群磁探测系统的平台间距要求和磁场采样间隔；
根据所述集群磁探测系统的平台间距要求，协同控制至少三个所述无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行，实现沿所述规划任务航线内所述集群磁探测系统的航磁总场信息测量；
基于所述集群磁探测系统的磁总场信息、所述磁场采样间隔以及各个所述无人磁总场探测平台的位置信息建立所述集群磁探测系统的磁总场全轴梯度测量的数学模型；
基于所述磁总场全轴梯度测量的数学模型，建立基于总场全轴梯度目标参数的状态方程与观测方程；
基于各个所述无人磁总场探测平台剩磁干扰水平确定观测噪声协方差，根据磁总场全轴梯度初值、所述状态方程、所述观测方程以及观测噪声协方差矩阵，通过标准的线性卡尔曼滤波算法可以实现空间磁总场全轴梯度磁场的实时计算。
2.根据权利要求1所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法，其特征在于，在确认集群磁探测系统的平台间距要求之前，所述集群无人磁总场全轴梯度探测方法还包括：选择所述集群磁探测系统中的任意一个无人磁总场探测平台的测量磁场作为参考磁场，所述集群磁探测系统中的其余的无人磁总场探测平台以所述参考磁场作为基准进行初始化处理以实现各个无人磁总场探测平台测量磁场的一致性。
3.根据权利要求1所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法，其特征在于，协同控制至少三个所述无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行，实现沿所述规划任务航线内所述集群磁探测系统的航磁总场信息测量具体包括：协同控制至少三个所述无人磁总场探测平台沿规划任务航线飞行，保证各个所述无人磁总场探测平台协同飞行航线偏差及位置测量误差满足指标要求，实现沿所述规划任务航线内所述集群磁探测系统的航磁总场信息测量。
4.根据权利要求3所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法，其特征在于，所述飞行航线偏差需满足航线误差小于r/2，所述位置测量误差需满足测量误差小于或等于r/20，其中，r为由集群磁探测系统的平台间距要求所确定的任一无人磁总场探测平台与任务测线之间的间距。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法，其特征在于，所述集群磁探测系统包括三个所述无人磁总场探测平台，所述磁总场全轴梯度测量的数学模型为
其中，Gradx(t0)，Grady(t0)，Gradz(t0)为任务测线在t0时刻的空间磁总场全轴梯度，Gradx(t0)为总场沿x方向的梯度，Grady(t0)为总场沿y方向的梯度，Gradz(t0)为总场沿z方向的梯度；t11，t12为第一无人磁总场探测平台在t0相邻前后测点对应时刻，t21，t22为第二无人磁总场探测平台在t0相邻前后测点对应时刻，t31，t32为第三无人磁总场探测平台在t0相邻前后测点对应时刻；b1(t11)和b1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t11，t12时刻的磁测量总场，b2(t21)和b2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t21，t22时刻的磁测量总场，b3(t31)和b3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t31，t32时刻的磁测量总场；x1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t12时刻的沿x轴的位置，x1(t11)为第一无人磁总场探测平台在t11时刻的沿x轴的位置；y1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t12时刻的沿y轴的位置，y1(t11)为第一无人磁总场探测平台在t11时刻的沿y轴的位置；z1(t12)为第一无人磁总场探测平台在t12时刻的沿z轴的位置，z1(t11)为第一无人磁总场探测平台在t11时刻的沿z轴的位置；x2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t22时刻的沿x轴的位置，x2(t21)为第二无人磁总场探测平台在t21时刻的沿x轴的位置；y2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t22时刻的沿y轴的位置，y2(t21)为第二无人磁总场探测平台在t21时刻的沿y轴的位置；z2(t22)为第二无人磁总场探测平台在t22时刻的沿z轴的位置，z2(t21)为第二无人磁总场探测平台在t21时刻的沿z轴的位置；x3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t32时刻的沿x轴的位置，x3(t31)为第三无人磁总场探测平台在t31时刻的沿x轴的位置；y3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t32时刻的沿y轴的位置，y3(t31)为第三无人磁总场探测平台在t31时刻的沿y轴的位置；z3(t32)为第三无人磁总场探测平台在t32时刻的沿z轴的位置，z3(t31)为第三无人磁总场探测平台在t31时刻的沿z轴的位置。
6.根据权利要求5所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法，其特征在于，所述总场全轴梯度目标参数的状态方程为
其中，k为样本序号，Gradx(k)为第k个样本点对应时刻沿x轴的磁场梯度，Grady(k)为第k个样本点对应时刻沿y轴的磁场梯度，Gradz(k)为第k个样本点对应时刻沿z轴的磁场梯度，Gradx(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿x轴的磁场梯度，Grady(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿y轴的磁场梯度，Gradz(k+1)为第k+1个样本点对应时刻沿z轴的磁场梯度，wxk为沿x轴的随机白噪声，wyk为沿y轴的随机白噪声，wzk为沿z轴的随机白噪声。
7.根据权利要求6所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法，其特征在于，所述总场全轴梯度目标参数的观测方程为
其中，b1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的磁测量总场，x1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的沿x轴的位置，y1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的沿y轴的位置，z1(t21)为第一无人磁总场探测平台在t21时刻的沿z轴的位置。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法，其特征在于，所述总场全轴梯度初值可根据
来获取，其中，Gx0为磁总场全轴梯度探测系统在t＝0时刻沿x轴的磁场梯度初值，Gy0磁总场全轴梯度探测系统在t＝0时刻沿y轴的磁场梯度初值，Gz0磁总场全轴梯度探测系统在t＝0时刻沿z轴的磁场梯度初值；Δt为无人磁总场探测平台磁测数据时间采样间隔，b1(Δt)为第一无人磁总场探测平台在Δt时刻的磁测量总场，b1(0)为第一无人磁总场探测平台在初始时刻的磁测量总场，x1(Δt)为第一无人磁总场探测平台在Δt时刻的沿x轴的位置，x1(0)为第一无人磁总场探测平台在初始时刻的沿x轴的位置；b2(Δt)为第二无人磁总场探测平台在Δt时刻的磁测量总场，b2(0)为第二无人磁总场探测平台在初始时刻的磁测量总场，x2(Δt)为第二无人磁总场探测平台在Δt时刻的沿x轴的位置，x2(0)为第二无人磁总场探测平台在初始时刻的沿x轴的位置；b3(Δt)为第三无人磁总场探测平台在Δt时刻的磁测量总场，b3(0)为第三无人磁总场探测平台在初始时刻的磁测量总场，x3(Δt)为第三无人磁总场探测平台在Δt时刻的沿x轴的位置，x3(0)为第三无人磁总场探测平台在初始时刻的沿x轴的位置。
9.根据权利要求1所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法，其特征在于，所述观测噪声协方差矩阵可根据2*diag(δ2,δ2,δ2,δ2,δ2,δ2)来获取，其中，δ为各个无人磁总场探测平台自身的测量噪声。
10.一种集群无人磁总场全轴梯度探测系统，其特征在于，所述集群无人磁总场全轴梯度探测系统使用如权利要求1至9中任一项所述的集群无人磁总场全轴梯度探测方法进行磁总场全轴梯度探测。
CN202011420329.5A 2020-12-08 2020-12-08 集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统 Active CN114609555B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011420329.5A CN114609555B (zh) 2020-12-08 2020-12-08 集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011420329.5A CN114609555B (zh) 2020-12-08 2020-12-08 集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114609555A CN114609555A (zh) 2022-06-10
CN114609555B true CN114609555B (zh) 2024-05-03

Family

ID=81856176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011420329.5A Active CN114609555B (zh) 2020-12-08 2020-12-08 集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114609555B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6845936B1 (en) * 2004-07-21 2005-01-25 Geophysique G.P.R. International Inc. Stable heli-borne vector platform for performing geophysical measurements
CN104122597A (zh) * 2013-08-22 2014-10-29 中国科学院遥感与数字地球研究所 一种无人机航磁探测系统及方法
CN104567871A (zh) * 2015-01-12 2015-04-29 哈尔滨工程大学 一种基于地磁梯度张量的四元数卡尔曼滤波姿态估计方法
CN106405658A (zh) * 2016-08-30 2017-02-15 中国人民解放军海军工程大学 一种基于矢量磁梯度计的运动式磁性目标定位方法
CN106707352A (zh) * 2016-11-28 2017-05-24 中国科学院电子学研究所 一种基于ε‑SVR算法的航磁梯度干扰的去除方法
CN106842344A (zh) * 2017-04-24 2017-06-13 中国科学院电子学研究所 基于前馈网络的无人机航磁全轴梯度磁干扰补偿的方法
CN108919362A (zh) * 2018-08-07 2018-11-30 哈尔滨工业大学 航磁探测系统和方法
CN110274588A (zh) * 2019-06-19 2019-09-24 南京航空航天大学 基于无人机集群信息的双层嵌套因子图多源融合导航方法
CN111580023A (zh) * 2020-06-24 2020-08-25 自然资源部第一海洋研究所 全轴磁力梯度仪、磁力作业系统及作业方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10241224B2 (en) * 2016-08-01 2019-03-26 Slocum Geophysics, LLC System and method for airborne geophysical exploration

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6845936B1 (en) * 2004-07-21 2005-01-25 Geophysique G.P.R. International Inc. Stable heli-borne vector platform for performing geophysical measurements
CN104122597A (zh) * 2013-08-22 2014-10-29 中国科学院遥感与数字地球研究所 一种无人机航磁探测系统及方法
CN104567871A (zh) * 2015-01-12 2015-04-29 哈尔滨工程大学 一种基于地磁梯度张量的四元数卡尔曼滤波姿态估计方法
CN106405658A (zh) * 2016-08-30 2017-02-15 中国人民解放军海军工程大学 一种基于矢量磁梯度计的运动式磁性目标定位方法
CN106707352A (zh) * 2016-11-28 2017-05-24 中国科学院电子学研究所 一种基于ε‑SVR算法的航磁梯度干扰的去除方法
CN106842344A (zh) * 2017-04-24 2017-06-13 中国科学院电子学研究所 基于前馈网络的无人机航磁全轴梯度磁干扰补偿的方法
CN108919362A (zh) * 2018-08-07 2018-11-30 哈尔滨工业大学 航磁探测系统和方法
CN110274588A (zh) * 2019-06-19 2019-09-24 南京航空航天大学 基于无人机集群信息的双层嵌套因子图多源融合导航方法
CN111580023A (zh) * 2020-06-24 2020-08-25 自然资源部第一海洋研究所 全轴磁力梯度仪、磁力作业系统及作业方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
固定翼无人机航磁测量系统的磁补偿问题初探;王婕等;《地球物理学进展》;20151231;第30卷(第6期);2931-2937页 *
基于功率谱估计的航磁补偿优化处理方法;吴佩霖等;《中国科学院大学学报》;20180930;第35卷(第5期);689-695 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114609555A (zh) 2022-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3490032A (en) Method and apparatus utilizing a pair of spaced magnetometers for making magnetic surveys
CN109541704B (zh) 一种三轴磁通门航磁测量系统及矫正补偿方法
CN112415613B (zh) 多机集群磁目标定位方法及使用其的空中集群异构平台
CN111433634A (zh) 基于航磁补偿误差模型的磁补偿方法
Cai et al. The first airborne scalar gravimetry system based on SINS/DGPS in China
CN108919362B (zh) 航磁探测方法
CN106990447B (zh) 一种基于重力矢量及其梯度张量的多运动目标体监测方法
CN106052694B (zh) 基于重力矢量及其梯度张量对单个运动物体进行定位跟踪的方法
CN105091880A (zh) 一种基于标量传感器阵列的追踪定位水下远距离磁性目标的方法
CN112858961B (zh) 一种针对航空平台多源磁干扰的补偿方法
CN107044854A (zh) 一种基于标量磁力仪阵列对远距离磁性目标定位的方法
CN110702122A (zh) 地外天体着陆自主光学导航特征综合优化方法
CN111220932B (zh) 无人机磁干扰标定方法及分布式磁异常探测系统
CN104729510A (zh) 一种空间目标相对伴飞轨道确定方法
Trigubovich et al. Complex technology of navigation and geodetic support of airborne electromagnetic surveys
CN111538106A (zh) 一种适用于超浅水域的无人化考古勘探方法
CN113625349B (zh) 未爆弹空中磁法探测系统及方法
CN114609555B (zh) 集群无人磁总场全轴梯度探测方法及使用其的探测系统
CN115166856B (zh) 一种无人船重磁测量方法、系统、设备及计算机可读存储介质
CN112965014B (zh) 一种飞机机械结构变化引起磁干扰的补偿方法及装置
Li et al. Aeromagnetic compensation of rotor UAV based on least squares
No et al. Enhancement of GPS/INS navigation system observability using a triaxial magnetometer
CN114325848A (zh) 补偿系数自适应修正的航空磁干扰补偿方法及其装置
Liu et al. Research on geomagnetic matching method
JPH082485A (ja) 水面下移動体航行システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant