JPH06324128A - 双極子検出および位置決定処理方法 - Google Patents

双極子検出および位置決定処理方法

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JPH06324128A
JPH06324128A JP3054994A JP3054994A JPH06324128A JP H06324128 A JPH06324128 A JP H06324128A JP 3054994 A JP3054994 A JP 3054994A JP 3054994 A JP3054994 A JP 3054994A JP H06324128 A JPH06324128 A JP H06324128A
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高分解能の双極子モーメントの検
出と位置決定を行い、また多重双極子の良好な検出も可
能な方法を提供することを目的とする。 【構成】 分布配置の磁気センサアレイ11と、センサア
レイ11により検出された磁気双極子13による生成磁界の
測定された磁気特徴を示す出力信号を生成し、磁気双極
子の位置と相対的方向を示すために相関された出力信号
を処理する処理手段15とを使用して磁界成分のベクトル
あるいはアンダーソン関数展開式係数のベクトルの形態
を有する磁界成分に分解して双極子の位置決定を行い、
2項マトリックスを生成するために磁気特徴を処理し、
特異を阻止し、2項マトリックスに識別マトリックスの
倍数を加算し、双極子の位置および相対的方向を示して
いる信号を供給するために上記得られた変形された2項
マトリックスを使用する最大尤度のビーム形成処理によ
り磁気特徴を処理することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に双極子検出およ
び位置決定処理に関し、特に高い空間分解能を供給し、
アンダーソン(Anderson)関数展開式における3つより
多くのアンダーソン関数の使用、および多重目標分解を
達成するためのデータおよび減算の多重処理の使用のた
めの処理および処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明によって行われた改良は、本出願
人の1990年11月20日の米国特許出願第07/616,158号明細
書において説明された双極子モーメント検出および位置
決定に関する。この明細書に記載された双極子モーメン
ト検出および位置決定は、従来使用されている任意の方
法ではなく双極子フィールドにおける多重フィールドセ
ンサを処理する改善された方法に関する。この双極子モ
ーメント検出および位置決定システムにおいて、検出お
よび位置決定は固定ベクトルあるいは全フィールド磁力
計アレイからの出力を使用して実行されている。この特
許明細書に記載されている双極子モーメント検出および
位置決定は、双極子から得られる全局部磁界における変
化を検出するために単一のセンサを使用する磁気異常検
出システムの存在により劇的な特徴の改良が与えられ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の目的
は、双極子の高分解能検出を行う双極子モーメント検出
および位置決定処理システム、多重双極子の良好な検出
および位置決定を提供するための高次数アンダーソン関
数の使用、およびフィールド減算技術によるセンサのフ
ィールド内の多重目標の検出および位置決定を行う処理
技術を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記特許明細書に開示さ
れた発明の処理能力を改良するため、本発明は検出およ
び位置決定システムの様々な観点を改良する3つの処理
技術の1つ以上を使用する改良された双極子検出および
位置決定システム、および処理方法を提供する。第1の
改良点は、最大尤度のビーム形成技術と類似した高分解
能処理技術である。第2の改良点は、3つより多くの項
を含むアンダーソン関数展開技術の拡張である。第3の
改良点は、近接した距離の目標あるいは大いに異なる双
極子モーメントを有する目標、あるいは1つが検出およ
び位置決定システムの磁力計アレイ(センサのアレイ)
に実際的に近接した目標の対を決定する多重処理および
減算を提供する。
【0005】第1の改良点は、波伝播現象を検出および
位置決定する最大尤度のビーム形成処理に類似している
検出および位置決定システムのプロセッサに使用される
双極子モーメント検出および位置決定処理技術の能力を
拡張することによって高い空間的分解を提供する。高分
解能の改良は、(マトリックスより)係数のベクトルの
形態でセンサのデータの使用を含む。このベクトルの使
用により、音響最大尤度ビーム形成におけるような相関
マトリックスに似た2項マトリックスを形成し、それが
特異となることを防ぐために2項マトリックスに多数の
識別を加算する。
【0006】双極子モーメント検出および位置決定処理
に関する第2の改良点は、3つより多くのアンダーソン
関数を含む検出および位置決定システムに使用されるア
ンダーソン関数展開式を拡張する。3つより多くのアン
ダーソン関数の使用は予め計算されたビーム形成係数の
距離に関係のない標準化に最も効果的であり、雑音およ
びクラッタの存在するとき有効である。これは、上記さ
れた高い分解能処理が使用されず、比較的高い出力分解
能が処理された信号において存在するときに特に効果的
である。本発明において、3つのアンダーソン関数のみ
を使用している単一の双極子から生ずるフィールドは何
等の残留エラーを有することなしに多くの関数(例え
ば、5つ)に展開されるが、雑音効果および多重磁界効
果はさらに正確に表される。雑音源および高次の多重磁
極によるフィールドのようなその他の現象、および特に
多重双極子は、3つのアンダーソン関数のみによっては
完全に展開されない。本発明は、雑音環境あるいは近接
した双極子の場合における良好な検出および位置決定を
行うために処理目標データにおいて使用されるアンダー
ソン関数の数を増加する。
【0007】第3の改良点は、磁力計アレイを具備して
いるセンサのアレイによって測定されたデータの多重パ
ス多重目標処理を提供する。先ず、アレイのフィールド
間隔における最大双極子の位置が決定され、その時間お
よび方向が決定される。その位置および方向の双極子に
よるフィールドは測定から除かれ、処理が反復される。
フィールドは磁力計アレイにおける各センサに対する貢
献を減算することによって除かれ、第2の最大双極子の
位置を評価する。この処理が多重目標を分解する能力を
供給するシミュレーションが示されている。
【0008】高分解能処理技術は、雑音の有無において
さらに正確な双極子位置を与えるためにシミュレートさ
れたデータおよびフィールドデータによって示されてい
る。高分解能処理技術を使用することにより、本発明の
双極子モーメント検出および位置決定システムおよび処
理方法は小さな目標物体を検出し、さらに正確に位置決
定することができる。高い位置決定分解を達成するため
の能力は、近接したクラッター双極子異常に対する識別
を助成する。
【0009】単一の双極子の磁界の表示が3つのアンダ
ーソン関数のみの使用を要求することは知られている。
しかしながら、処理における3つより多くのアンダーソ
ン関数の使用が以下の利点を有することは決定されてい
る。それは1つ以上の双極子の疑似整合フィールドを供
給する処理の能力を拡張する。センサから得られる信号
の雑音項のさらに完全な展開式が達成され、その雑音項
は双極子の存在の検知に重要である良好な雑音標準化を
供給するために使用される。また、4磁極あるいはその
他の多重磁極フィールドのような安定フィールドは目標
を検出するために使用され、あるいはフィールドの間隔
勾配が測定されるフィールド測定の傾度測定器読取りは
安定双極子に適当な3つより多くのアンダーソン関数を
使用することによって目標を検出するために使用され
る。
【0010】多重パス処理の使用は、非常に大きな磁界
を有し、あるいはアレイに近接して位置されている別の
双極子の存在するときに位置される双極子の検出を供給
する。これは、小さな目標双極子が大きな目標双極子の
付近にそれを位置することによって隠すように試みると
きに重要である。新しい多重パス方法はこの問題に対す
る完全な解決を提供しないが、それが使用されないとき
より非常に良い方法である。本発明が単一のパス処理を
使用している分離できない目標を分離することができる
ことがシミュレーションによって示されている。
【0011】
【実施例】図面を参照すると、図1は本発明の原理によ
る双極子モーメント検出および位置決定処理を使用する
双極子モーメント検出器および位置決定システム10を示
す。このシステム10のセンサ部分は1990年11月20日出願
の米国特許出願第07/616,158号明細書に記載されてい
る。このシステム10は、第1の双極子13aを検出および
位置決定するために通常は線形である(線形には限定さ
れない)固定された磁気センサ11のアレイを使用する。
このシステム10の設計および動作は、上記特許明細書か
らよく理解されるであろう。上記特許明細書に開示され
たシステムは、第1の双極子13aが実質的に大きいかま
たは磁力計のアレイに近い場合、第1の双極子13aのみ
を適切に検出し位置決定する能力を有する。しかしなが
ら、本発明によって行われる処理は、以下説明されるよ
うに第1の双極子13aの付近に位置される付加的な双極
子13bを検出し位置決定する能力を提供する。
【0012】特に、図1は処理装置15に結合される磁気
センサ11のアレイを含む検出および位置決定システム10
を示す。円形位置のアレイは、磁気センサ11のアレイに
関する双極子の存在が検索される磁気応答位置12を表
す。磁気応答位置12は、磁気双極子が複数の異なる方向
の各特定の磁気応答位置12内に存在する場合に生ずる磁
界を表すそれに関係した磁気応答を予め計算している。
また、図1は、第1および第2の磁気双極子13a,13b
が配置され、それぞれ異なる磁界強度を有している2つ
の特定の磁気応答位置12a,12b(強調されている)が
ある。この説明のため、第1の磁気双極子13aは第2の
磁気双極子13bと比較して比較的大きな磁気強度を有す
る。位置決定ベクトル14を表している複数の矢印は、磁
気センサ11のアレイの各センサから第1の磁気双極子13
aが配置されている磁気応答位置12aの方向へ伸びてい
る。各センサの読取りは第1の磁気双極子13aの位置を
示す1組のベクトルを与え、以下説明するように本発明
の概念を使用して処理される感知された特性を形成す
る。また、同様の特性が第2の磁気双極子13bのために
形成され、全体の特性は単純に2つの特性を合計したも
のである。
【0013】図2を参照すると、本発明の第1の観点に
おいて、本発明による高分解能処理は以下のように実行
される。図2は、本発明の原理による高分解能処理を表
す流れ図を示す。図3および4は、本発明による広範な
アンダーソン関数方法を実行する変形、および本発明に
よる近接した間隔の双極子あるいは磁気クラッターに埋
設された双極子を分解する多重処理方法を示す。
【0014】説明のため、双極子モーメント検出および
位置決定は、浅い水中用のような囲まれた範囲内の音響
フィールドのモード伝播に導入される音響整合フィール
ド処理と同様に磁気フィールドに適用される整合フィー
ルド処理方法に基づく。整合フィールド処理は整合フィ
ルタ概念に基づき、機能分析のコーシ・シュワルツ(Ca
uchy-Schwarz)不等性に基づく。ソナーおよびレーダに
おいて使用されるビーム形成器は、所定の方向から到達
する平面波に整合されたプロセッサであるので、この概
念に基づく。ここに記載される高分解能処理は、音響伝
播でなく磁界に適用できるようにするためにこの音響類
似を拡張する。
【0015】ソナーおよびレーダにおける高分解能処理
は、一般にセンサ間の信号プラス雑音あるいは雑音のみ
の相互相関マトリックスの使用に基づく。通常のビーム
形成器の電力出力はいわゆるバートレット(Bartlett)
の式によって与えられる。
【0016】J(Θ)=BT (Θ)RB(Θ) ここでB(Θ)はビームのステアリングベクトルであ
り、Rは相互相関マトリックスである。ステアリングベ
クトルが最大のフィールド源の方向にあるときに最大値
を有する。一方、最大尤度のビーム形成器は次の式を有
する。
【0017】JML(Θ)=(BT (Θ)B(Θ))/
(BT (Θ)R-1B(Θ)) ここで磁気センサ11のアレイのフィールドにおける単一
の強力な源が存在するとき、相関マトリックスはマトリ
ックス行列式が0に近いことを意味している特異なマト
リックスであり、方向は小さな数字の逆数(非常に大き
な数値)を生じ、ステアリング方向の関数による応答の
鋭さによる分解能は通常のビーム形成器の分解よりも高
い。
【0018】本発明を実行するための双極子モーメント
検出および位置決定処理に関する上記分析(図2参照)
を適用するため、幾つかの概念変化が提供される。先
ず、双極子モーメント検出および位置決定において、時
間(あるいは雑音の不変性)はセンサ11のアレイの相関
マトリックスの形成に容易に利用できない。それ故、ベ
クトルの2項の積である2項マトリックスaTaが形成
される。ベクトルは測定のアンダーソン係数を有し、ま
た磁界測定のベクトルとなる。2項の積は、列ベクトル
と行ベクトルの乗算によって形成される。第2の概念変
化は、この測定のベクトルの構成から成る。通常の双極
子モーメント検出および位置決定処理に関して、係数は
1組の3×3のマトリックス、すなわち測定されたフィ
ールドのそれぞれ3つの成分の1つの列あるいは行とし
て組織化され、別の方向は各アンダーソン関数の次数を
表す。本発明の高分解能処理は、この構成を完全に新し
い次数に入れる、すなわち3×3=9の成分までのベク
トル、あるいはアンダーソン係数でなくフィールド測定
の場合のN×Nベクトルの次数が使用される。Nはセン
サ(磁力計)測定の数である。これは、2項マトリック
スを形成するために必要とされる。第3の概念は、最大
尤度のビーム形成処理と比較して高い分解能処理の構造
を完成するために必要とされる。これは、2項マトリッ
クスの高度の特異を軽減させる。これは、2項マトリッ
クスに識別マトリックスの小さな倍数を加算することに
よって達成される。通常の双極子モーメント検出および
位置決定処理の二次出力は次のバートレット式を有す
る。
【0019】 J(x,y,z,φ) =(αT (x,y,z,φ)RαT (x,y,z,φ)+εI) R=rrT ここで位置(x,y,z,φ)の予め計算されたアンダ
ーソン関数はベクトルα(x,y,z,φ)に位置さ
れ、ベクトルrは予め計算された係数と反対の測定係数
に関して同じベクトル係数である。新たに構成された高
分解能処理の二次出力は次の式を有する。
【0020】 JML(Θ) =(aT (x,y,z,φ)a(x,y,z,φ)/ (aT (x,y,z,φ)(Rdyad+εI)-1T (x,y,z,φ)) ここでRdyad=rrT である。この式の評価は、処理ス
テップ37および38における図2に示された処理である。
aおよびrが正規化されるという事実を使用しているこ
の式の検査は、予め計算され測定された係数が整合する
とき分母がアナログソナーあるいはレーダ状況において
同様に小さくなることを示す。フィールド測定が使用さ
れるとき、この開発におけるaベクトルはフィールド測
定によって置換される。
【0021】特に、図2は、本発明の原理による高分解
能処理方法30を示している流れ図を示す。第1の処理ス
テップ31において、センサ11のアレイからのデータは他
のセンサを使用して各センサ値を予測するために線形モ
デルを使用して処理される。また、第2の処理ステップ
32において、データは長期積分を実行するために時間的
に平均され、データに対して低域フィルタとして動作す
る。このデータは、第1の処理ステップ31において計算
されたデータの値を調整するために使用される。さら
に、第3の処理ステップ33において、時間平均されたデ
ータによって変化されるような予測されたセンサデータ
値は、測定されたデータから減算される。第1の3つの
処理ステップ31,32,33は双極子検出および位置決定プ
ロセッサの全形態に共通であり、逆相関マトリックスの
適用に等しい雑音の標準化を実行するために良く知られ
ている雑音標準化処理である。
【0022】結果的なデータは、ステップ34における記
憶されたアンダーソン関数のセットに対して処理され
る。本発明および処理ステップ35に示されているような
操作上の使用の前に、記憶されたデータは磁気双極子が
各特定の最大応答位置12内に存在する場合に生ずる磁界
を表す最大応答位置12にそれぞれ関係した磁気応答を具
備するアンダーソン関数によって生成される。処理は、
1組の測定されたアンダーソン係数を生ずる。
【0023】測定されたアンダーソン係数は、処理ステ
ップ36におけるいずれか1つの磁気応答位置の複数の方
向に関する磁気特性のセットを具備しているアンダーソ
ン係数の予め計算されたセットに対する整合されフィル
タ(相関された)される。この相関はデータの2つのセ
ットの内積を含み、相関は2つのデータ値が実際的に同
じであるときに標準化された値は急に増加され、データ
が適度に異なるとき比較的低い値を生成する。
【0024】2つの処理ステップ37,38を含む付加的な
処理通路は、本発明の原理による高分解能処理を表す。
処理ステップ37において、予め計算された2項マトリッ
クスは識別マトリックスの倍数に加算される。処理ステ
ップ38において、最大尤度の高分解出力はステップ37か
ら得られる変形された2項マトリックスを使用して形成
される。
【0025】相関処理ステップ36および高分解能処理ス
テップ38の出力はステップ39において処理され、しきい
値が設定され、目標が検出される。方法30の最終ステッ
プは、処理ステップ40に示されるような検出された目標
物体を追跡することである。
【0026】図5の(a)乃至(d)は、上記特許明細
書に開示された発明によって提供された通常の双極子モ
ーメント検出および位置決定整合フィールド処理と比較
される本発明の高分解能処理の分解能における差を示
す。図5の(a)および(b)は整合されたフィールド
プロセッサ出力のメッシュおよび輪郭プロットを示し、
図5の(c)および(d)は本発明の高分解能プロセッ
サ出力のメッシュおよび輪郭プロットを示す。図5の
(c)および(d)に示されるピークはシミュレートさ
れた双極子位置に正確に位置され、高分解能プロセッサ
に関して敏感(高い分解)である。
【0027】本発明の第2の処理方法30aにおいて、拡
張されたアンダーソン関数展開式は以下の通りに実行さ
れる。図3は、本発明の原理によって改良された双極子
検出および位置決定を実行するために拡張されたアンダ
ーソン関数の方法30aおよび使用を示している流れ図を
示す。図3は、高分解能処理ステップ37,38が存在しな
いことを除いて図2と実際的に同じであり、展開ステッ
プ34は3つより多くのアンダーソン関数を使用して展開
を行い、予め計算するステップ35は3つより多くのアン
ダーソン関数を使用して行われ、処理ステップ35aにお
いて示されている。一般に処理は前に説明されたのと同
様であるが、3つより多くのアンダーソン関数を使用す
ることによって提供される改善を以下に説明する。
【0028】双極子13aのフィールドの完全な記述が3
つのアンダーソン関数の使用を必要とすることは一般に
良く知られている。双極子13aを処理するときの3つよ
り多くのアンダーソン関数の使用は、雑音(あるいは異
常)の排除が考えられるかぎり改良を提供する。これ
は、特に本発明の高分解能処理と通常の双極子モーメン
ト検査および位置決定処理を比較する時に正しい。
【0029】アンダーソン関数の項におけるセンサ測定
の拡張は、到来平面波(波数分解)による音響アレイ測
定の拡張と同様である。分解が精密であればあるほど妨
害の源を排除する能力は増加する。別の類似は、フーリ
エ変換によるスペクトル分解である。ほんの僅かの可能
性のある三角関数が展開において使用される場合、パワ
ー強度スペクトルの完全な記述は達成されない。
【0030】したがって、次の式、 hi (γ)=γi-1 /(1+γ2 5/2 ;i=1,2,… γ=tan(θ) によって限定される多数のアンダーソン関数の大きな数
は現在の双極子モーメント関数および位置決定処理に使
用されている。図6の(a)は通常の双極子モーメント
検出および位置決定処理を使用して処理される双極子の
場合、特に第1の3つのアンダーソン関数を使用してい
る整合フィールドプロセッサの第1の5つの輪郭を示
す。図6の(b)は図6の(a)と同じシナリオを示す
が、5つのアンダーソン関数が使用されている。後者の
場合は、輪郭曲線のつまった線によって示されているよ
うな良好な分解能を有する。後者の場合における改良さ
れた分解能は、オフセット距離の3乗で割られる双極子
12aからセンサ11のアレイまでの双極子モーメントの大
きさの標準化と関係されている。この標準化は、アンダ
ーソン関数展開式の係数の平方の和の平方根で割ること
によって達成される。3つより多くのアンダーソン関数
の本発明の技術によって、処理において使用される式の
分母は、良好な相関整合が存在しないときに大きくな
る。これは、双極子が存在しない磁気応答位置のこれら
の領域において応答を小さくする。
【0031】雑音環境の良好な説明のような3つより多
くのアンダーソン関数の使用は多くの他の利点を生じ
る。この余分のパラメータ(アンダーソン関数展開式の
ディメンション)は、信号プロセッサが制御される1つ
のパラメータを提供する。
【0032】本発明の第3の観点において、多重処理を
使用している多重目標双極子13a,13bの分解は以下の
ように達成される。図4は、本発明の原理による多重パ
ス多重双極子処理50を表している流れ図を示す。図4を
参照すると、「前端部」処理ステップ31乃至36および39
は、図2および3を参照して上記説明されている。本発
明の第3の改良点は、ステップ41に示されているように
最大の双極子13によって磁界を計算するためにステップ
39からの検出された最大出力と共にステップ35からの予
め計算されたアンダーソン関数を処理することである。
最大の双極子による計算された磁界は、ステップ42にお
いて行われるように測定された磁界から減算される。減
算されたデータは、ステップ43に示されるように検出領
域における次の最大双極子13を決定および位置決定する
ために再び処理される。最後の3つのステップは、全て
の検出された双極子13を検出および位置決定するのに必
要であるために反復される。
【0033】シミュレートしている双極子モーメント検
出および位置決定処理における第3の改良点は、図7の
(a)乃至(d)を参照して示されている。図7の
(a)および(b)は、最大の誘因(第1の双極子13
a)の磁界を評価し、多重目標(第2の双極子13b)の
良好な分解能を与えるために測定値からそれを減算する
ことによって2つの双極子13a,13bの磁界の処理結果
である高分解能出力のメッシュおよび輪郭プロットを示
す。図7の(c)および(d)は、第1の双極子13aか
ら最大応答を減算した後の高分解能出力の結果的なメッ
シュおよび輪郭プロットを示す。
【0034】図7の(a)および(b)は、1つが標識
点D1(第1の双極子13a)に位置され、もう1つ(第
2の双極子13b)が標識点D2(図7の(d)における
輪郭プロットに示される)に位置されている2つの信号
に本発明の高分解能処理を適用した結果を示す。見られ
るように、第1の双極子13aはセンサ11のアレイに近接
しているため、その応答は出力を完全に支配する。一
方、図7の(c)および(d)は、第2の双極子13bの
位置の第1の双極子13aによる貢献を評価した結果を示
す。測定に対する評価された貢献は減算され、高分解能
処理が反復される。図7の(d)に見られるように、D
2の第2の双極子の存在が検出され、その位置が決定さ
れる。
【0035】このように、改良された双極子検出および
位置決定処理、および高い空間分解能を与える処理装置
が説明され、それは3つより多くのアンダーソン関数を
使用し、多重目標分解を達成するためにデータを多重処
理する。上記実施例が単に本発明の原理の適用を表す多
くの特定の実施例を示すのみであることは理解されるべ
きである。明らかに、多数のその他の変形は、本発明の
技術的範囲から逸脱することなしに当業者によって容易
に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の理解に有効である双極子モーメント検
出および位置決定システムの一部を示しているブロック
図。
【図2】本発明の原理による高分解能処理を表している
付加的な処理通路の流れ図。
【図3】本発明の原理による多重双極子検出および位置
決定を実行する拡張されたアンダーソン関数係数の使用
を示している流れ図。
【図4】本発明の原理による多重パス多重双極子処理の
流れ図。
【図5】通常の検出および位置決定処理に関する整合フ
ィールド応答のメッシュおよび輪郭プロット、および本
発明による高分解応答のメッシュおよび輪郭プロットを
示す図。
【図6】通常の検出および位置決定処理に使用される第
1の3つのアンダーソン関数を使用している整合フィー
ルドプロセッサ出力の第1の5つの輪郭、および本発明
による第1の5つのアンダーソン関数を使用している整
合フィールドプロセッサ出力の第1の5つの輪郭を示す
図。
【図7】比較的小さな応答を有する第2の双極子の存在
するときの比較的大きな応答を有する第1の双極子の検
出および位置決定を示している本発明からの高分解出力
の輪郭およびメッシュプロット、および第1の双極子に
よる比較的大きな応答を減算した後の第2の双極子の検
出および位置決定を示している本発明からの高分解出力
の輪郭およびメッシュプロットをそれぞれ示す図。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出された磁界を示している出力信号を
    それぞれ供給し、磁気双極子にそれぞれ対応している空
    間的に分布して配置された磁気センサのアレイと、この
    センサのアレイに結合され、磁気双極子の存在によって
    生成される磁界の測定された磁気特徴を生成してその磁
    気特徴を示している出力信号を出力する処理手段と、お
    よび磁気双極子の位置および相対的方向を示すために相
    関された出力信号を処理する処理手段と具備している双
    極子検出および位置決定システムを使用し、前記センサ
    のアレイを使用して磁気双極子を検出し、検出された磁
    界を示している出力信号を各センサから出力し、双極子
    の磁気応答関数を表す磁界および双極子によって生成さ
    れる各磁気特徴を生成するために検出された磁界を磁界
    成分に分解するように磁気センサのアレイからの出力信
    号を処理するステップを有し、磁界成分は磁界成分のベ
    クトルあるいはアンダーソン関数展開式係数のベクトル
    の形態を有している双極子の高分解能位置決定を行う双
    極子検出および位置決定方法において、 2項マトリックスを生成するために磁気特徴を処理し、 特異を阻止し、変形された2項マトリックスを供給する
    ために2項マトリックスに識別マトリックスの倍数を加
    算し、 双極子の位置および相対的方向を示している信号を供給
    するために上記得られた変形された2項マトリックスを
    使用する最大尤度のビーム形成処理により磁気特徴を処
    理することを特徴とする双極子検出および位置決定方
    法。
  2. 【請求項2】 空間的に分布して配置された磁気センサ
    のアレイを使用して検知された磁界を示している各セン
    サからの出力信号を供給する磁気双極子を検知し、双極
    子の磁気応答関数を表す双極子によって生じられる各磁
    気特性を生成する磁界成分に検知された磁界を分解する
    ために磁気センサのアレイからの出力信号を処理する磁
    気双極子の検出および位置決定方法において、 雑音標準化および双極子によっては生じられない磁気特
    徴の良好な表示を行うために3つより多くのアンダーソ
    ン関数を使用して双極子から得られる磁界を展開し、 双極子の位置および相対的方向を示している信号を供給
    するために磁気特徴を処理することを特徴とする磁気双
    極子の検出および位置決定方法。
  3. 【請求項3】 空間的に分布して配置された磁気センサ
    のアレイを使用している比較的大きな磁界を有し、検知
    された磁界を示している各センサからの出力を供給する
    第1の磁気双極子を検知し、 第1の双極子によって生成され、第1の双極子の磁気応
    答関数を表す各磁気特徴を生成するために磁界成分に検
    知された磁界を分解するために磁気センサのアレイから
    の出力信号を処理し、 距離異存制および雑音に関係なしに標準化するために3
    つより多くのアンダーソン関数を使用して第1の双極子
    から得られる磁界を展開し、 第1の双極子の位置および相対的方向を示している信号
    を供給するために磁気特徴を処理し、 アレイにおける各センサの第1の双極子による磁界の影
    響を除去することによって第1の磁気特徴の位置および
    方向を評価し、 第2の双極子によって生成され、第2の双極子の磁気応
    答関数を表す各磁気特徴を生成するために磁界成分に検
    知された磁界を分解するために磁気センサのアレイから
    の出力信号を処理し、 雑音および良好な表示クラッター特性を標準化するため
    に3つより多くのアンダーソン関数を使用して第2の双
    極子から得られる磁界を展開し、 第2の双極子の位置および相対的方向を示している信号
    を供給するために磁気特徴を処理することによって第1
    の双極子より小さい磁界を有している第2の磁気双極子
    の位置および方向を評価するステップを有していること
    を特徴とする磁気双極子の検出および位置決定方法。
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