RU2206109C1

RU2206109C1 - Facility determining induction of geomagnetic field from mobile object

Info

Publication number: RU2206109C1
Application number: RU2002102850A
Authority: RU
Inventors: Б.М. Смирнов
Original assignee: Смирнов Борис Михайлович
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: measurement technology, magnetic prospecting of mineral resources. SUBSTANCE: given facility is related to space exploration and can be used to measure geomagnetic field of terrestrial space and magnetic fields of planets. It can also be employed in magnetic navigation for determination of speed and position of vessel. Facility includes two three-component magnetometric transducers, six amplification-conversion units, generator of variable voltages, angle- measuring device, recorder, information processing unit and adder connected in proper manner. Technical result of employment of facility consists in reduced effect of changes of inductive and hard magnetization of object, and consequently, in diminished influence of instability of Poisson parameters and projections of vector of magnetic induction on hard magnetization of object, on error in determination of induction of geomagnetic field and in attenuation of dependence of determination of induction of geomagnetic field on measurement errors of angles of roll, course and pitch of object. EFFECT: improved functional reliability of facility. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в магниторазведке для поиска полезных ископаемых, в области космических исследований для измерения магнитного поля околоземного пространства и магнитного поля планет, в магнитной навигации для определения скорости и местоположения судна и т.д. The invention relates to the field of measurement technology and can be used in magnetic prospecting for minerals, in the field of space research to measure the magnetic field of near-Earth space and the magnetic field of planets, in magnetic navigation to determine the speed and location of the vessel, etc.

Известно устройство для определения магнитной индукции геомагнитного поля с подвижного объекта, содержащее размещенные на подвижном объекте модульный магнитометр, углоизмерительное устройство и устройство обработки информации [1] . При этом выход модульного магнитометра и три выхода углоизмерительного устройства подключены к устройству обработки информации. В известном техническом решении углоизмерительное устройство выполнено из трехкомпонентного феррозондового магнитометра. Известное устройство работает следующим образом. A device for determining the magnetic induction of a geomagnetic field from a moving object, containing placed on a moving object, a modular magnetometer, angle measuring device and information processing device [1]. In this case, the output of the modular magnetometer and three outputs of the angle measuring device are connected to the information processing device. In a known technical solution, the angle measuring device is made of a three-component flux-gate magnetometer. The known device operates as follows.

Измеряют углоизмерительным устройством углы курса, крена, тангaжa объекта синхронно с измерением модульным магнитометром значений модулей векторов магнитной индукции. Значения измеряемых углов и модулей векторов магнитной индукции поступают на устройство обработки информации, в которое вводятся также известные три коэффициента Пуассона, три суммы коэффициентов Пуассона и проекции вектора магнитной индукции на оси системы координат объекта, которая обусловлена жесткой намагниченностью объекта. Три коэффициента Пуассона, три суммы коэффициентов Пуассона и вектор магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта предварительно определяют на специально оборудованном стенде с известным модулем вектора индукции геомагнитного поля при отсутствии объекта по методике, изложенной в работе [2]. По результатам измеренных модулей магнитной индукции, углов курса, крена, тангажа объекта, известных трех коэффициентов Пуассона, трех сумм коэффициентов Пуассона и вектору магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта устройство обработки информации определяет модули векторов магнитной индукции геомагнитного поля при различных местоположениях движущегося объекта по методике, изложенной в упомянутой работе [2]. The angle measuring device measures the course, roll, pitch of the object in synchronism with the measurement of the values of the modules of the magnetic induction vectors by a modular magnetometer. The values of the measured angles and modules of the magnetic induction vectors are sent to the information processing device, which also introduces the well-known three Poisson's ratios, three sums of Poisson's ratios and the projection of the magnetic induction vector on the axis of the object's coordinate system, which is due to the hard magnetization of the object. Three Poisson's ratios, three sums of Poisson's ratios and the magnetic induction vector from the hard magnetization of an object are preliminarily determined on a specially equipped bench with a known module of the geomagnetic field induction vector in the absence of the object according to the method described in [2]. According to the results of the measured magnetic induction modules, heading angles, roll, pitch of the object, the known three Poisson's ratios, three sums of Poisson's ratios and the magnetic induction vector from the hard magnetization of the object, the information processing device determines the modules of the geomagnetic field magnetic induction vectors at different locations of the moving object according to the method, set out in the aforementioned work [2].

Однако коэффициенты Пуассона, обусловленные мягкой намагниченностью объекта, и вектор магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта в течение времени не остаются постоянными, так как являются функциями многих параметров, например температуры, изменения ферромагнитной массы объекта, механических воздействий на объект, в частности ударов волн о корпус судна, которое может выполнять роль подвижного объекта [3]. Нестабильность в течение времени коэффициентов Пуассона и жесткой намагниченности объекта приводит к существенной погрешности определения модуля индукции геомагнитного поля. Известное техническое решение не обеспечивает корректировку коэффициентов Пуассона при отсутствии сведений об индукции геомагнитного поля, например, в акватории магнитной съемки. Кроме того, известное техническое решение создано для реализации алгоритма определения модуля вектора индукции геомагнитного поля, когда магнитная индукция объекта в месте размещения модульного датчика, обусловленная мягкой и жесткой намагниченностью объекта, существенно меньше индукции геомагнитного поля и составляет десятки нанотеслов [1, 4]. В том случае, когда магнитная индукция объекта в месте размещения модульного датчика составляет единицы тысяч нанотеслов, погрешность определения модуля вектора индукции геомагнитного поля существенно возрастает. However, the Poisson's ratios, due to the soft magnetization of the object, and the vector of magnetic induction from the hard magnetization of the object over time do not remain constant, since they are functions of many parameters, for example, temperature, changes in the ferromagnetic mass of the object, mechanical effects on the object, in particular, shock waves a vessel that can serve as a moving object [3]. The instability over time of the Poisson's ratios and the rigid magnetization of the object leads to a significant error in determining the modulus of the induction of the geomagnetic field. The known technical solution does not provide for the adjustment of Poisson's ratios in the absence of information about the induction of the geomagnetic field, for example, in the magnetic field. In addition, the well-known technical solution was created to implement the algorithm for determining the module of the geomagnetic field induction vector, when the magnetic induction of the object at the location of the modular sensor, due to the soft and hard magnetization of the object, is significantly less than the geomagnetic field induction and amounts to dozens of nanotests [1, 4]. In the case when the magnetic induction of the object at the location of the modular sensor is thousands of nanosites, the error in determining the modulus of the geomagnetic field induction vector increases significantly.

Известно устройство для определения индукции геомагнитного поля с подвижного объекта [5], которое по совокупности существенных признаков наиболее близко предлагаемому и принято за прототип. Известное устройство состоит из размещенных на подвижном объекте трехкомпонентного магнитометрического датчика с взаимно ортогональными осями трех усилительно-преобразовательных блоков, первые входы которых подключены к выходам упомянутого датчика, генератора переменных напряжений, первый выход которого подключен к входу трехкомпонентного датчика, а второй выход - к вторым входам усилительно-преобразовательных блоков, регистрирующего блока, входы которого подключены к выходам усилительно-преобразовательных блоков, углоизмерительного устройства, выходы которого подключены к трем дополнительным входам регистрирующего блока, выполненного с возможностью регистрации сигналов, пропорциональных значениям проекций векторов магнитной индукции и углов курса, крена, тангажа объекта, и устройства обработки информации, подключенного к выходу регистрирующего блока. A device is known for determining the induction of a geomagnetic field from a moving object [5], which, based on the set of essential features, is closest to the proposed one and is taken as a prototype. The known device consists of a three-component magnetometric sensor located on a moving object with mutually orthogonal axes of three amplifier-converter blocks, the first inputs of which are connected to the outputs of the said sensor, an alternating voltage generator, the first output of which is connected to the input of the three-component sensor, and the second output to the second inputs amplifier-converter blocks, recording unit, the inputs of which are connected to the outputs of amplifier-converter blocks, angle meter device, the outputs of which are connected to three additional inputs of the recording unit, configured to register signals proportional to the values of the projections of the magnetic induction vectors and heading angles, roll, pitch of the object, and an information processing device connected to the output of the recording unit.

Известное устройство работает следующим образом. На вход трехкомпонентного магнитометрического датчика, в частности феррозонда, подается с генератора переменное напряжение, возбуждающее этот датчик. В результате на выходах датчика появляются три ЭДС второй гармоники, каждая из которых пропорциональна проекции вектора магнитной индукции на соответствующую магнитную ось датчика [6, с.66]. Выходные сигналы с датчика усиливаются и детектируются в соответствующих усилительно-преобразовательных блоках. Для детектирования сигналов на вторые входы усилительно-преобразовательных блоков подается переменное напряжение с генератора переменных напряжений. На входы регистрирующего блока поступают сигналы с выходов усилительно-преобразовательных блоков, пропорциональные проекциям векторов магнитной индукции при изменении местоположения объекта, и выходные сигналы с углоизмерительного устройства, пропорциональные углам курса, крена, тангажа объекта. Регистрирующий блок обеспечивает синхронную регистрацию сигналов, пропорциональных значениям проекций векторов магнитной индукции и углов курса, крена, тангажа объекта, и передачу их на устройство обработки информации, при введении в которое всех девяти коэффициентов (параметров) Пуассона и проекций вектора магнитной индукции объекта на оси чувствительности датчика, обусловленной жесткой намагниченностью объекта, осуществляется определение проекций индукции геомагнитного поля на оси выбранной опорной системы координат. При этом параметры Пуассона и вектор магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта предварительно определяют на стенде с известным модулем вектора индукции геомагнитного поля при отсутствии объекта, например, по методике, изложенной в работах [5, 7]. The known device operates as follows. At the input of a three-component magnetometric sensor, in particular a flux gate, an alternating voltage is supplied from the generator, exciting this sensor. As a result, three emfs of the second harmonic appear at the sensor outputs, each of which is proportional to the projection of the magnetic induction vector onto the corresponding magnetic axis of the sensor [6, p. 66]. The output signals from the sensor are amplified and detected in the corresponding amplification-conversion blocks. To detect the signals, the second inputs of the amplifier-converter blocks are supplied with alternating voltage from an alternating voltage generator. The inputs of the recording unit receive signals from the outputs of the amplification-conversion blocks proportional to the projections of the magnetic induction vectors when the location of the object is changed, and the output signals from the angle measuring device are proportional to the angles of the heading, roll, and pitch of the object. The recording unit provides synchronous registration of signals proportional to the values of the projections of the magnetic induction vectors and the heading angles, roll, pitch of the object, and their transmission to the information processing device, when all nine Poisson coefficients (parameters) and projections of the magnetic induction vector of the object on the sensitivity axis are introduced into it sensor due to the rigid magnetization of the object, the projection of the induction of the geomagnetic field on the axis of the selected reference coordinate system is determined. In this case, the Poisson parameters and the magnetic induction vector of the hard magnetization of the object are preliminarily determined on a stand with a known module of the geomagnetic field induction vector in the absence of the object, for example, according to the method described in [5, 7].

Параметры Пуассона, обусловленные мягкой намагниченностью объекта, и проекции вектора магнитной индукции объекта на оси датчика, обусловленные жесткой намагниченностью объекта, в течение времени не остаются постоянными, так как являются функциями многих внешних воздействий, например температуры среды, изменения ферромагнитной массы объекта, механических воздействий на объект, в частности ударов волн о корпус судна, которое может выполнять роль подвижного объекта [3]. Нестабильность в течение времени параметров Пуассона и жесткой намагниченности объекта приводит к существенной погрешности определения проекций вектора индукции геомагнитного поля. Известное техническое решение не обеспечивает корректировку параметров Пуассона при отсутствии сведений об индукции геомагнитного поля, например, в акватории проведения магнитной съемки. Кроме того, в известных технических решениях [1, 2, 5, 7] для определения индукции геомагнитного поля необходимы сведения не только о параметрах Пуассона объекта, проекциях вектора магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта в месте размещения трехкомпонентного датчика и измеренной магнитной индукции с помощью этого датчика, но и сведения об углах курса, крена, тангажа объекта. Погрешности измерения упомянутых углов курса, крена, тангажа объекта могут привести к существенной погрешности определения индукции геомагнитного поля. The Poisson parameters, due to the soft magnetization of the object, and the projection of the vector of the magnetic induction of the object on the axis of the sensor, due to the hard magnetization of the object, do not remain constant over time, as they are functions of many external influences, such as the temperature of the medium, changes in the ferromagnetic mass of the object, and mechanical effects on object, in particular, shock waves against the hull of the vessel, which can serve as a moving object [3]. The instability over time of the Poisson parameters and the rigid magnetization of the object leads to a significant error in determining the projections of the induction vector of the geomagnetic field. The known technical solution does not provide adjustment of the Poisson parameters in the absence of information about the induction of the geomagnetic field, for example, in the water area of the magnetic survey. In addition, in the known technical solutions [1, 2, 5, 7], to determine the induction of the geomagnetic field, information is needed not only about the Poisson parameters of the object, the projections of the magnetic induction vector from the hard magnetization of the object at the location of the three-component sensor and the measured magnetic induction using this sensor, but also information about the angles of the course, roll, pitch of the object. Errors of measurement of the mentioned heading angles, roll, pitch of the object can lead to a significant error in determining the induction of the geomagnetic field.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства для определения индукции геомагнитного поля с подвижного объекта, уменьшающего влияние изменения индуктивной и жесткой намагниченности объекта, а следовательно, уменьшающего влияние нестабильности параметров Пуассона и проекций вектора магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта на погрешность определения индукции геомагнитного поля и существенно ослабляющего влияние погрешности измерения углов курса, крена, тангажа объекта на погрешность определения индукции геомагнитного поля. Поставленная задача решается за счет изменения углового положения объекта и измерения углоизмерительным устройством углов курса, крена, тангажа в опорной системе координат синхронно с измерением проекций векторов магнитной индукции двумя трехкомпонентными датчиками, жестко связанными с объектом. Кроме того, поставленная задача решается за счет компенсации проекций векторов магнитной индукции от намагниченности объекта на оси соответствующих двух трехкомпонентных датчиков. The objective of the invention is to develop a device for determining the induction of a geomagnetic field from a moving object, which reduces the influence of changes in the inductive and hard magnetization of the object, and therefore, reduces the influence of the instability of the Poisson parameters and the projections of the magnetic induction vector from the hard magnetization of the object on the error in determining the induction of the geomagnetic field and significantly attenuates the influence of the error in measuring the angles of the course, roll, pitch of the object on the error in determining and induction of the geomagnetic field. The problem is solved by changing the angular position of the object and measuring the angles of the course, roll, pitch in the reference coordinate system synchronously with measuring the projections of the magnetic induction vectors by two three-component sensors rigidly connected to the object. In addition, the problem is solved by compensating the projections of the magnetic induction vectors from the magnetization of the object on the axis of the corresponding two three-component sensors.

Предлагаемое устройство для определения индукции геомагнитного поля с подвижного объекта, включающее размещенные на объекте трехкомпонентный магнитометрический датчик, три усилительно-преобразовательных блока, первые входа которых подключены к соответствующим выходам трехкомпонентного датчика, генератор переменных напряжений, первый выход которого подключен к первому входу трехкомпонентного датчика, а второй выход - к вторым входам усилительно-преобразовательных блоков, регистрирующий блок, первые три входа которого подключены к соответствующим выходам первого, второго и третьего усилительно-преобразовательных блоков, углоизмерительное устройство, три выхода которого подключены соответственно к четвертому, пятому и шестому входам регистрирующего блока, выполненного с возможностью синхронной регистрации сигналов, пропорциональных значениям проекций векторов магнитной индукции и углов курса, крена, тангажа объекта, и устройство обработки информации, подключенное к выходу регистрирующего блока, снабжено вторым трехкомпонентным магнитометрическим датчиком, четвертым, пятым и шестым усилительно-преобразовательными блоками и блоком сложения, у которого первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы подключены к соответствующим выходам первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого усилительно-преобразовательных блоков, а седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый входы блока сложения подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому выходам устройства обработки информации, первые входы четвертого, пятого и шестого усилительно-преобразовательных блоков подключены к соответствующим выходам второго трехкомпонентного датчика, третий выход генератора переменных напряжений подключен к первому входу второго трехкомпонентного датчика, а четвертый выход - к вторым входам четвертого, пятого и шестого усилительно-преобразовательных блоков, выходы которых подключены к седьмому, восьмому и девятому входам регистрирующего блока, первый, второй и третий выходы блока сложения подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам первого трехкомпонентного датчика, а четвертый, пятый и шестой выходы блока сложения подключены к второму, третьему и четвертому входам второго трехкомпонентного датчика, при этом устройство обработки информации выполнено с возможностью определения параметров Пуассона, проекций вектора магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта и формирования сигналов, пропорциональных проекциям векторов магнитной индукции от намагниченности объекта в местах размещения первого и второго трехкомпонентных датчиков. The proposed device for determining the induction of a geomagnetic field from a moving object, including a three-component magnetometric sensor located on the object, three amplifier-converter blocks, the first inputs of which are connected to the corresponding outputs of the three-component sensor, an alternating voltage generator, the first output of which is connected to the first input of the three-component sensor, and the second output is to the second inputs of the amplifier-conversion units, a recording unit, the first three inputs of which are connected to the corresponding outputs of the first, second and third amplification-conversion blocks, an angle measuring device, the three outputs of which are connected respectively to the fourth, fifth and sixth inputs of the recording block, configured to synchronously register signals proportional to the values of the projections of the magnetic induction vectors and the course angles, roll, pitch object, and the information processing device connected to the output of the recording unit is equipped with a second three-component magnetometric sensor, the fourth, fifth and sixth amplification-conversion blocks and the addition unit, in which the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs are connected to the corresponding outputs of the first, second, third, fourth, fifth, and sixth amplification-conversion blocks, and the seventh, the eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth inputs of the addition unit are connected respectively to the first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs of the information processing device, the first inputs of the fourth, fifth and sixth steps converter blocks are connected to the corresponding outputs of the second three-component sensor, the third output of the alternating voltage generator is connected to the first input of the second three-component sensor, and the fourth output is connected to the second inputs of the fourth, fifth and sixth amplification converter blocks, the outputs of which are connected to the seventh, eighth and the ninth inputs of the recording unit, the first, second and third outputs of the addition unit are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the first three-component the sensor, and the fourth, fifth and sixth outputs of the addition unit are connected to the second, third and fourth inputs of the second three-component sensor, while the information processing device is configured to determine the Poisson parameters, the projections of the magnetic induction vector from the hard magnetization of the object and the formation of signals proportional to the projections vectors of magnetic induction from the magnetization of the object in the locations of the first and second three-component sensors.

Применение в предлагаемом техническом решении размещенных на подвижном объекте трехкомпонентного магнитометрического датчика, трех усилительно-преобразовательных блоков, генератора переменных напряжений, регистрирующего блока, углоизмерительного устройства и устройства обработки информации в совокупности с вторым трехкомпонентным магнитометрическим датчиком, четвертым, пятым и шестым усилительно-преобразовательными блоками и блоком сложения, включенных между собой определенным образом, обеспечивает определение индукции геомагнитного поля по измеренным проекциям вектора магнитной индукции, известным параметрам Пуассона, проекциям вектора магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта при отсутствии сведений об углах курса, крена, тангажа и возможность корректировки параметров Пуассона при отсутствии сведений об индукции геомагнитного поля, например, в акватории проведения магнитной съемки, что существенно снижает погрешность определения индукции геомагнитного поля от погрешности измерения углового положения и намагниченности объекта. Кроме того, предлагаемое техническое решение обеспечивает компенсацию проекций векторов магнитной индукции от индуктивной и жесткой намагниченности объекта в местах размещения трехкомпонентных датчиков, что снижает погрешность определения индукции геомагнитного поля. The use in the proposed technical solution of a three-component magnetometric sensor located on a moving object, three amplifying and converting units, an alternating voltage generator, a recording unit, an angle measuring device and an information processing device in conjunction with a second three-component magnetometric sensor, a fourth, fifth and sixth amplifying and converting units and block addition, included among themselves in a certain way, provides a definition of the induction of the geome the magnetic field according to the measured projections of the magnetic induction vector, the known Poisson parameters, the projections of the magnetic induction vector from the hard magnetization of the object in the absence of information about the course angles, roll, pitch and the possibility of adjusting the Poisson parameters in the absence of information about the induction of the geomagnetic field, for example, in the magnetic field shooting, which significantly reduces the error in determining the induction of the geomagnetic field from the error in measuring the angular position and magnetization of the object. In addition, the proposed technical solution provides compensation for the projections of the magnetic induction vectors from the inductive and hard magnetization of the object at the locations of the three-component sensors, which reduces the error in determining the induction of the geomagnetic field.

Таким образом, технический результат предлагаемого устройства для определения индукции геомагнитного поля с подвижного объекта выражается в возможности корректировки параметров Пуассона, проекций векторов магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта в местах размещения трехкомпонентных датчиков при отсутствии каких-либо сведений об индукции геомагнитного поля в рабочем районе нахождения объекта, в частности в районе проведения магнитной съемки, компенсации проекций векторов магнитной индукции от индуктивной и жесткой намагниченности объекта на оси трехкомпонентных датчиков в местах размещения этих датчиков и определении индукции геомагнитного поля при известных параметрах Пуассона и проекций вектора магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта, не располагая сведениями об углах курса, крена, тангажа объекта. Все это существенно снижает погрешность определения индукции геомагнитного поля от нестабильности параметров Пуассона, проекций вектора магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта и погрешности измерения углов курса, крена, тангажа. Thus, the technical result of the proposed device for determining the induction of the geomagnetic field from a moving object is expressed in the possibility of adjusting the Poisson parameters, the projections of the magnetic induction vectors from the hard magnetization of the object at the locations of the three-component sensors in the absence of any information about the induction of the geomagnetic field in the working area of the object in particular in the area of magnetic surveys, compensation of the projections of the magnetic induction vectors from inductive and rigid magnetization object in three-axis sensors on the placements of the sensors and determining the geomagnetic field induction with known parameters of Poisson and projections of the vector of magnetic induction from a rigid magnetization object, without having the information about the course angles, roll, pitch object. All this significantly reduces the error in determining the induction of the geomagnetic field from the instability of the Poisson parameters, the projections of the vector of magnetic induction from the hard magnetization of the object and the error in measuring the course angles, roll, pitch.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими графическими материалами. The essence of the proposed technical solution is illustrated by the following graphic materials.

На чертеже изображена структурная схема устройства для определения индукции геомагнитного поля с подвижного объекта. The drawing shows a structural diagram of a device for determining the induction of a geomagnetic field from a moving object.

Предлагаемое устройство для определения индукции геомагнитного поля с подвижного объекта состоит (см. чертеж) из двух трехкомпонентных магнитометрических датчиков 1 и 2, оси которых коллинеарны осям OX, OY, OZ декартовой системы координат OXYZ, шести усилительно-преобразовательных блоков 3-8, генератора переменных напряжений 9, регистрирующего блока 10, углоизмерительного устройства 11, устройства обработки информации 12, блока сложения 13 и подвижного объекта 14, на котором размещены датчики 1 и 2, блоки 3-8, 10 и 13, устройства 11 и 12. Первые входы блоков 3-5 подключены к соответствующим выходам датчика 1, первые входы блоков 6-8 подключены к соответствующим выходам датчика 2. Выходы блоков 3-5 подключены соответственно к первым, вторым и третьим входам блоков 10 и 13, а выходы блоков 6-8 подключены к седьмому, восьмому и девятому входам блока 10 и к четвертому, пятому и шестому входам блока 13. Три выхода устройства 11 подключены соответственно к четвертому, пятому и шестому входам блока 10, выход которого подключен к устройству 12. Первый выход генератора 9 подключен к первому входу датчика 1, второй выход генератора 9 подключен к вторым входам блоков 3-5, третий выход генератора 9 подключен к первому входу датчика 2 и четвертый выход генератора 9 подключен к вторым входам блоков 6-8. Седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый входы блока 13 подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому выходам устройства 12. Первый А₁, второй А₂ и третий А₃ выходы блока 13 подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам датчика 1, а четвертый А₄, пятый А₅ и шестой А₆ выходы блока 13 подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам датчика 2.The proposed device for determining the induction of the geomagnetic field from a moving object consists (see drawing) of two three-component magnetometric sensors 1 and 2, the axes of which are collinear to the axes OX, OY, OZ of the Cartesian coordinate system OXYZ, six amplifier-converter blocks 3-8, a variable generator voltage 9, the recording unit 10, the angle measuring device 11, the information processing device 12, the addition unit 13 and the movable object 14, on which the sensors 1 and 2, blocks 3-8, 10 and 13, devices 11 and 12 are located. The first inputs of the blocks 3 -5 connected to the corresponding outputs of sensor 1, the first inputs of blocks 6-8 are connected to the corresponding outputs of sensor 2. The outputs of blocks 3-5 are connected respectively to the first, second and third inputs of blocks 10 and 13, and the outputs of blocks 6-8 are connected to the seventh, eighth and the ninth inputs of block 10 and the fourth, fifth and sixth inputs of block 13. Three outputs of the device 11 are connected respectively to the fourth, fifth and sixth inputs of the block 10, the output of which is connected to the device 12. The first output of the generator 9 is connected to the first input of the sensor 1, second exit g the generator 9 is connected to the second inputs of the blocks 3-5, the third output of the generator 9 is connected to the first input of the sensor 2 and the fourth output of the generator 9 is connected to the second inputs of blocks 6-8. The seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth inputs of block 13 are connected respectively to the first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs of device 12. The first A ₁ , second A ₂ and third A ₃ outputs of block 13 are connected respectively to the second , the third and fourth inputs of sensor 1, and the fourth A ₄ , fifth A ₅ and sixth A ₆ outputs of block 13 are connected respectively to the second, third and fourth inputs of sensor 2.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. На первые входы датчиков 1 и 2 (см. чертеж) подается с генератора 9 переменное напряжение, перемагничивающее магниточувствительные элементы датчиков 1 и 2, например, пермаллоевые сердечники феррозондов [6]. В результате этого на трех выходах каждого из датчиков 1 и 2 появляются ЭДС четных гармоник, которые пропорциональны проекциям векторов магнитной индукции внешнего магнитного поля на соответствующие магнитные оси каждого из датчиков 1 и 2 [6, с.66-69]. Выходные сигналы с датчиков 1 и 2 усиливаются и детектируются в соответствующих блоках 3-8. Для детектирования сигналов на вторые входы блоков 3-5 подается переменное напряжение с второго выхода генератора 9, а на вторые входы блоков 6-8 подается переменное напряжение с четвертого выхода генератора 9. На второй, третий и четвертый входы датчика 1 подаются через блок 13 продетектированные сигналы с выходов соответствующих блоков 3-5, а на второй, третий и четвертый входы датчика 2 подаются через блок 13 продетектированные сигналы с выходов соответствующих блоков 6-8, обеспечивающие отрицательную обратную связь по измеряемым сигналам [6, с.108-121]. На входы блока 10 поступают сигналы с выходов блоков 3-8, пропорциональные проекциям векторов магнитной индукции, и сигналы с выходов устройства 11, пропорциональные углам курса, крена, тангажа объекта 14. Блок 10 обеспечивает синхронную регистрацию сигналов, пропорциональных значениям проекций векторов магнитной индукции и углов курса, крена, тангажа объекта 14, и передачу их на устройство 12. Изменяя угловое положение объекта 14, измеряют проекции векторов магнитной индукции В_x1i, В_y1i, В_z1i на оси датчика 1 и проекции векторов магнитной индукции B_x2i, В_y2i, В_z2i на оси датчика 2 синхронно с измерением углов курса, крена, тангажа объекта 14, по крайней мере, для десяти угловых положений объекта 14, отличающихся друг от друга. По измеренным В_x1i, В_y1i, В_z1i и В_x2i, В_y2i, В_z2i, углам курса, крена, тангажа определяют в местах размещения датчиков 1 и 2 проекции векторов магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта 14 и произведения параметров Пуассона на проекции вектора магнитной индукции геомагнитного поля из следующих уравнений:
B_x1i = (1+a₁)F_1i + b₁F_2i + с₁F_3i + B_xp1;
B_y1i = d₁F_1i + (1+e₁)F_2i + f₁F_3i + B_yp1;
B_z1i = q₁F_1i + h₁F_2i + (1+k₁)F_3i + B_zp1;
B_x2i = (1+a₂)F_1i + b₂F_2i + c₂F_3i + B_xp2;
B_y2i = d₂F_1i + (1+e₂)F_2i + f₂F_3i + B_yp2;
B_z2i = q₂F_1i + h₂F_2i + (1+k₂)F_3i + B_zp2,
где F_1i = l_1iB_xт + m_1iB_yт + n_1iB_zт;
F_2i = l_2iB_xт + m_2iB_yт + n_2iB_zт;
F_3i = l_3iB_xт + m_3iB_yт + n_3iB_zт;
a₁, b₁, c₁, d₁, e₁, f₁, q₁, h₁, k₁ и a₂, b₂, c₂, d₂, e₂, f₂, q₂, h₂, k₂ - параметры Пуассона объекта 14 в местах размещения датчиков 1 и 2;
В_xp1, В_yp1, В_zp1 и В_xp2, B_yp2, В_zp2 - проекции векторов магнитной индукции на оси датчиков 1 и 2 от жесткой намагниченности объекта 14;
(l_1i, m_1i, n_1i), (l_2i, m_2i, n_2i), (l_3i, m_3i, n_3i) - направляющие косинусы осей системы координат датчиков 1 и 2 в выбранной опорной, например, геомагнитной системе координат, являющиеся функциями углов курса, крена, тангажа объекта 14;
В_xт, В_yт, В_zт - проекции вектора индукции геомагнитного поля на оси опорной системы координат;
i = 1, 2,... - номера измерений проекций векторов магнитной индукции и углов курса, крена, тангажа объекта 14.The proposed device operates as follows. At the first inputs of the sensors 1 and 2 (see the drawing), an alternating voltage is supplied from the generator 9, magnetizing magnetically sensitive elements of the sensors 1 and 2, for example, permalloy cores of flux gates [6]. As a result, the EMFs of even harmonics appear on the three outputs of each of the sensors 1 and 2, which are proportional to the projections of the magnetic induction vectors of the external magnetic field onto the corresponding magnetic axes of each of the sensors 1 and 2 [6, p. 66-69]. The output signals from sensors 1 and 2 are amplified and detected in the corresponding blocks 3-8. To detect signals, the second inputs of blocks 3-5 are supplied with alternating voltage from the second output of the generator 9, and the second inputs of blocks 6-8 are supplied with alternating voltage from the fourth output of the generator 9. The detected sensors are supplied to the second, third and fourth inputs of the sensor 1 through the 13 signals from the outputs of the respective blocks 3-5, and the second, third and fourth inputs of the sensor 2 are fed through block 13 detected signals from the outputs of the respective blocks 6-8, providing negative feedback on the measured signals [6, p .108-121]. The inputs of block 10 receive signals from the outputs of blocks 3-8, proportional to the projections of the magnetic induction vectors, and signals from the outputs of the device 11, proportional to the angles of the heading, roll, pitch of the object 14. Block 10 provides synchronous registration of signals proportional to the values of the projections of the magnetic induction vectors and the angles of the course, roll, pitch of the object 14, and transferring them to the device 12. By changing the angular position of the object 14, measure the projection of the magnetic induction vectors B _x1i , B _y1i , B _z1i on the axis of the sensor 1 and the projection of the magnetic induction vectors B _x2i , В _y2i , В _z2i on the axis of the sensor 2 synchronously with the measurement of the angles of the course, roll, pitch of the object 14, for at least ten angular positions of the object 14, which are different from each other. From the measured В _x1i , В _y1i , В _z1i and В _x2i , В _y2i , В _z2i , heading angles, roll, pitch, determine the locations of sensors 1 and 2 of the projection of the magnetic induction vectors from the hard magnetization of object 14 and the product of the Poisson parameters on the projection of the vector magnetic induction of a geomagnetic field from the following equations:
B _x1i = (1 + a ₁ ) F _1i + b ₁ F _2i + s ₁ F _3i + B _xp1 ;
B _y1i = d ₁ F _1i + (1 + e ₁ ) F _2i + f ₁ F _3i + B _yp1 ;
B _z1i = q ₁ F _1i + h ₁ F _2i + (1 + k ₁ ) F _3i + B _zp1 ;
B _x2i = (1 + a ₂ ) F _1i + b ₂ F _2i + c ₂ F _3i + B _xp2 ;
B _y2i = d ₂ F _1i + (1 + e ₂ ) F _2i + f ₂ F _3i + B _yp2 ;
B _z2i = q ₂ F _1i + h ₂ F _2i + (1 + k ₂ ) F _3i + B _zp2 ,
where F _1i = l _1i B _xt + m _1i B _yt + n _1i B _zt ;
F _2i = l _2i B _xt + m _2i B _yt + n _2i B _zt ;
F _3i = l _3i B _xt + m _3i B _yt + n _3i B _zt ;
a ₁ , b ₁ , c ₁ , d ₁ , e ₁ , f ₁ , q ₁ , h ₁ , k ₁ and a ₂ , b ₂ , c ₂ , d ₂ , e ₂ , f ₂ , q ₂ , h ₂ , k ₂ —Poisson parameters of object 14 at the locations of sensors 1 and 2;
In _xp1 , In _yp1 , In _zp1 and In _xp2 , B _yp2 , In _zp2 - the projection of the magnetic induction vectors on the axis of the sensors 1 and 2 from the hard magnetization of the object 14;
(l _1i , m _1i , n _1i ), (l _2i , m _2i , n _2i ), (l _3i , m _3i , n _3i ) are the direction cosines of the axes of the coordinate system of the sensors 1 and 2 in the selected reference, for example, geomagnetic system coordinates, which are functions of the angles of the course, roll, pitch of the object 14;
В _хт , В _yт , В _zт - projections of the induction vector of the geomagnetic field on the axis of the reference coordinate system;
i = 1, 2, ... are the numbers of measurements of the projections of the vectors of magnetic induction and the angles of the course, roll, pitch of the object 14.

Устройством 12 (см. чертеж) осуществляется решение системы уравнений для В_x1i, В_y1i, В_z1i, В_x2i, В_y2i, В_z2i относительно неизвестных В_xpj, В_ypj, В_zpj и произведений В_xт, В_yт, В_zт на параметры Пуассона, которые обозначим через N_xsj, N_ysj, N_zsj, где S = 1, 2, 3,..., 9; j = 1, 2: N_x1j = (1 + a_j)B_xт, N_x2j = (1 + a_j)B_yт, N_x3j = (1 + a_j)B_zт, N_x4j = b_jB_xт, N_x5j = b_jB_yт, N_x6j = b_jB_zт, N_x7j = C_jB_xт, N_x8j = C_jB_yт, N_x9j = C_jB_zт, N_y1j = d_jB_xт, N_y2j = d_jB_yт, N_y3j = d_jB_zт, N_y4j = (1 + e_j)B_xт, N_y5j = (1 + e_j)B_yт, N_y6j = (1 + e_j)B_zт, N_y7j = f_jB_xт, N_y8j = f₁B_yт, N_y9j = f₁B_zт, N_z1j = q_jB_xт, N_z2j = q_jB_yт, N_z3j = q_jB_zт, N_z4j = h_jB_xт, N_z5j = h_jB_yт, N_z6j = h_jB_zт, N_z7j = (1 + k_j)B_xт, N_z8j = (1 + k_j)B_yт, N_z9j = (1 + k_j)B_zт.Device 12 (see the drawing) _{solves the} system of equations for В _x1i , В _y1i , В _z1i , В _x2i , В _y2i , В _z2i with respect to unknown В _xpj , В _ypj , В _zpj and products В _xт , В _yт , В _zт with Poisson's parameters, which we denote by N _xsj , N _ysj , N _zsj , where S = 1, 2, 3, ..., 9; j = 1, 2: N _x1j = (1 + a _j ) B _xt , N _x2j = (1 + a _j ) B _yt , N _x3j = (1 + a _j ) B _zt , N _x4j = b _j B _xt , N _x5j = b _j B _yt , N _x6j = b _j B _zt, N _x7j = C _j B _xt , N _x8j = C _j B _yt , N _x9j = C _j B _zt , N _y1j = d _j B _xt , N _y2j = d _j B _yt , N _y3j = d _j B _zt , N _y4j = (1 + e _j ) B _xt , N _y5j = (1 + e _j ) B _yt , N _y6j = (1 + e _j ) B _zt , N _y7j = f _j B _xt , N _y8j = f ₁ B _yt , N _y9j = f ₁ B _zt , N _z1j = q _j B _xt , N _z2j = q _j B _yt , N _z3j = q _j B _zt , N _z4j = h _j B _xt , N _z5j = h _j B _yt , N _z6j = h _j B _Zt , N _z7j = (1 + k _j ) B _xt , N _z8j = (1 + k _j ) B _yt , N _z9j = ( 1 + k _j ) B _zt .

Из выражений N_xsj, N_ysj, N_zsj определяют (1+a_j)B_т = (N² _x1j+N² _x2j+N² _x3j)^1/2, b_jB_т = (N² _x4j+N² _x5j+N² _x6j)^1/2, C_jB_т = (N² _x7j+N² _x8j+N² _x9j)^1/2, d_jB_т = (N² _y1j+N² _y2j+N² _y3j)^1/2, (1+e_j)B_т = (N² _y4j+N² _y5j+N² _y6j)^1/2, f_jB_т = (N² _y7j+N² _y8j+N² _y9j)^1/2, q_jB_т = (N² _z1j+N² _z2j+N² _z3j)^1/2, h_jB_т = (N² _z4j+N² _z5j+N² _z6j)^1/2, (1+k_j)B_т = (N² _z7j+N² _z8j+N² _z9j)^1/2, где B_т = (B² _xт+B² _yт+B² _zт)^1/2.From the expressions N _xsj , N _ysj , N _zsj determine (1 + a _j ) B _t = (N ² _x1j + N ² _x2j + N ² _x3j ) ^1/2 , b _j B _t = (N ² _x4j + N ² _x5j + N ² _x6j ) ^1/2 , C _j B _t = (N ² _x7j + N ² _x8j + N ² _x9j ) ^1/2 , d _j B _t = (N ² _y1j + N ² _y2j + N ² _y3j ) ^{1 / 2} , (1 + e _j ) B _t = (N ² _y4j + N ² _y5j + N ² _y6j ) ^1/2 , f _j B _t = (N ² _y7j + N ² _y8j + N ² _y9j ) ^1/2 , q _j B _t = (N ² _z1j + N ² _z2j + N ² _z3j ) ^1/2 , h _j B _t = (N ² _z4j + N ² _z5j + N ² _z6j ) ^1/2 , (1 + k _j ) B _t = (N ² _z7j + N ² _z8j + N ² _z9j ) ^1/2 , where B _t = (B ² _xt + B ² _yt + B ² _zt ) ^1/2 .

Обозначим (N² _x1j+N² _x2j+N² _x3j)^1/2 = R_1j, (N² _y4j+N² _y5j+N² _y6j)^1/2 = R_2j, (N² _z7j+N² _z8j+N² _z9j)^1/2 = R_3j. По известным модулю вектора индукции геомагнитного поля В_т при отсутствии объекта 14 (см. чертеж) и R_1j, R_2j, R_3j определяют параметры Пуассона a_j = (R_1j/B_т) - 1, e_j = (R_2j/B_т) - 1, k_j = (R_3j/B_т) - 1. Подставляя, например, a_j в N_x1j, N_x2j, N_x3j для j=1 или j=2 определяют В_xт, В_yт, В_zт. Затем, подставив В_xт, В_yт, В_zт в N_xsj, N_ysj, N_zsj определяют остальные параметры Пуассона в местах размещения датчиков 1 и 2.Denote (N ² _x1j + N ² _x2j + N ² _x3j ) ^1/2 = R _1j , (N ² _y4j + N ² _y5j + N ² _y6j ) ^1/2 = R _2j , (N ² _z7j + N ² _z8j + N ² _z9j ) ^1/2 = R _3j . According to the known module of the geomagnetic field induction vector B _t in the absence of object 14 (see drawing) and R _1j , R _2j , R _3j determine the Poisson parameters a _j = (R _1j / B _t ) - 1, e _j = (R _2j / B _t ) - 1, k _j = (R _3j / B _t ) - 1. Substituting, for example, a _j into N _x1j , N _x2j , N _x3j for j = 1 or j = 2, determine B _xt , B _yt , B _zt . Then, substituting B _xt , B _yt , B _zt into N _xsj , N _ysj , N _zsj determine the remaining Poisson parameters at the locations of sensors 1 and 2.

Каждый из параметров Пуассона равен произведению магнитной восприимчивости объекта (тела) на производную второго порядка гравитационного потенциала, созданного намагниченным объектом 14 (см. чертеж), по соответствующим проекциям радиус-вектора выбранной точки пространства (в частности, в точке пространства, в которой размещен датчик 1 и в точке пространства, в которой размещен датчик 2) в предположении, что плотность объекта равна обратной величине гравитационной постоянной [3, 8]. Поэтому изменение параметров Пуассона объекта 14 для каждой из двух рядом выбранных точек пространства, жестко связанных с объектом, будет зависеть в основном от нестабильности магнитной восприимчивости объекта, обусловленной, например, изменением температуры окружающей среды, напряженности магнитного поля и механических воздействий на объект. В таком случае отношение одноименных параметров Пуассона, в частности a₁/a₂ = λ_a, e₁/e₂ = λ_e, k₁/k₂ = λ_к, в местах размещения датчиков 1 и 2 можно считать постоянным. Постоянство λ_a,λ_e,λ_k дает возможность осуществлять корректировку параметров Пуассона объекта, например, в акватории проведения магнитной съемки при отсутствии каких-либо сведений о геомагнитном поле. При этом расстояние между датчиками 1 и 2 выбирают из условий минимально допустимого влияния магнитных полей, например, воспроизводимых токами компенсации этих датчиков [6]; выполнения, по крайней мере, одного из трех неравенств a₁≠a₂, e₁≠e₂, k₁≠k₂; одинаковых внешних воздействий, в частности температурных, механических и т.д.Each of the Poisson parameters is equal to the product of the magnetic susceptibility of the object (body) and the second-order derivative of the gravitational potential created by the magnetized object 14 (see drawing), according to the corresponding projections of the radius vector of the selected point in space (in particular, at the point of space in which the sensor is located 1 and at the point in space where the sensor is located 2) under the assumption that the density of the object is equal to the reciprocal of the gravitational constant [3, 8]. Therefore, a change in the Poisson parameters of object 14 for each of two adjacent spatial points that are rigidly connected with the object will depend mainly on the instability of the magnetic susceptibility of the object, due, for example, to a change in ambient temperature, magnetic field strength, and mechanical stresses on the object. In this case, the ratio of the Poisson parameters of the same name, in particular a ₁ / a ₂ = λ _a , e ₁ / e ₂ = λ _e , k ₁ / k ₂ = λ _k , can be considered constant in the locations of sensors 1 and 2. The constancy of λ _a , λ _e , λ _k makes it possible to adjust the Poisson parameters of an object, for example, in the area of magnetic surveys in the absence of any information about the geomagnetic field. The distance between the sensors 1 and 2 is selected from the conditions of the minimum allowable influence of magnetic fields, for example, reproduced by the compensation currents of these sensors [6]; the fulfillment of at least one of the three inequalities a ₁ ≠ a ₂ , e ₁ ≠ e ₂ , k ₁ ≠ k ₂ ; identical external influences, in particular temperature, mechanical, etc.

Корректировку параметров Пуассона можно осуществить следующим образом. Предположим, что параметры Пуассона объекта были определены перед выходом объекта в район проведения магнитной съемки, при этом λ_a ≠ 1. В течение времени, например, за время следования объекта в район проведения магнитной съемки намагниченность объекта может измениться, а следовательно, изменятся параметры Пуассона и вектор магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта, что приведет к погрешности определения индукции геомагнитного поля. Для корректировки параметров Пуассона и проекций вектора магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта изменяют и измеряют углы курса, крена, тангажа объекта синхронно с измерением проекций векторов магнитной индукции датчиками 1 и 2 (см. чертеж), по крайней мере, для десяти угловых положений объекта 14, отличающихся друг от друга. Измеренные проекции векторов магнитной индукции B'_x1i, В'_y1i, В'_z1i и В'_x2i, B'_y2i, В'_z2i можно представить в виде уравнений, аналогичных для уравнений В_x1i, В_y1i, В_z1i, В_x2i, В_y2i, В_z2i, решением которых являются проекции векторов магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта В'_xp1, B'_yp1, В'_zp1 в месте размещения датчика 1, В'_xp2, B'_yp2, В'_zp2 в месте размещения датчика 2 и выражения N'_xsj, N'_ysj, N'_zsj, аналогичные N_xsj, N_ysj, N_zsj, в которых a_j, b_j, c_j, d_j, e_j, f_j, q_j, h_j, k_j следует заменить на a'_j, b'_j, c'_j, d'_j, e'_j, f'_j, q'_j, h'_j, k'_j.The Poisson parameters can be adjusted as follows. Suppose that the Poisson parameters of the object were determined before the object exited to the magnetic survey region, with λ _a ≠ 1. Over the course of time, for example, during the passage of the object to the magnetic survey region, the magnetization of the object can change, and therefore, the Poisson parameters and the magnetic induction vector from the hard magnetization of the object, which will lead to an error in determining the induction of the geomagnetic field. To adjust the Poisson parameters and the projections of the magnetic induction vector from the hard magnetization of the object, the course, roll, pitch angles of the object are changed and measured simultaneously with the measurement of the projections of the magnetic induction vectors by sensors 1 and 2 (see drawing) for at least ten angular positions of the object 14 different from each other. The measured projections of the magnetic induction vectors B ' _x1i , B' _y1i , B ' _z1i and B' _x2i , B ' _y2i , B' _z2i can be represented in the form of equations similar to the equations B _x1i , B _y1i , B _z1i , B _x2i , B _y2i , B _z2i , the solution of which is the projection of the magnetic induction vectors from the hard magnetization of the object B ' _xp1 , B' _yp1 , B ' _zp1 at the location of sensor 1, B' _xp2 , B ' _yp2 , B' _zp2 at the location of sensor 2 and expressions N ' _xsj , N' _ysj , N ' _zsj , similar to N _xsj , N _ysj , N _zsj , in which a _j , b _j , c _j , d _j , e _j , f _j , q _j , h _j , k _j should be replaced by a ' _j , b' _j , c ' _j , d' _j , e ' _j , f' _j , q ' _j , h' _j , k ' _j .

По известным N'_x11, N'_y21, N'_x31 N'_x12, N'_x22, N'_x32 и λ_a определяют a'₂ = [(R'₁₁/R'₁₂)-1]/(λ_a-R'₁₁/R'₁₂);

где R'₁₁ = [(N_x11)² + (N_x21)² + (N_x31)²]^1/2, R'₁₂ = [(N_x12)² + (N_x22)² + (N_x32)²]^1/2.The known _{_{N 'x11, N' y21,}} N 'x31 N' x12, N 'x22, N' x32 and λ _a is determined a _'2 = [(R' ₁₁ / R _'12) -1] / (λ _a - R _'11 / R'_12);

wherein R _'11 = [(N _x11) ² + (N _x21) ² + (N _x31) ^2] ^1/2, R' ₁₂ = [(N _x12) ² + (N _x22) ² + (N _x32) ² ] ^1/2 .

Подставляя, например a'₁ в N'_x11, N'_x21, N'_x31, определяют проекции вектора индукции геомагнитного поля В'_xт, В'_yт, В'_zт в исследуемом районе. Затем, подставив В'_xт, В'_yт, В'_zт в N_xsj, N_ysj, N_zsj, определяют остальные параметры Пуассона в местах размещения датчиков 1 и 2.Substituting, for example, a ' ₁ into N' _x11 , N ' _x21 , N' _x31 , determine the projection of the geomagnetic field induction vector B ' _xt , B' _yt , B ' _zt in the study area. Then, substituting B ' _xt , B' _yt , B ' _zt in N _xsj , N _ysj , N _zsj , determine the remaining Poisson parameters at the locations of sensors 1 and 2.

Далее по известным параметрам Пуассона, проекциям векторов магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта и измеренным проекциям векторов магнитной индукции на оси датчиков 1 и 2 (см. чертеж) определяют индукцию геомагнитного поля при отсутствии сведений об углах курса, крена, тангажа объекта 14 следующим образом. Further, using the well-known Poisson parameters, projections of the magnetic induction vectors from the hard magnetization of the object and measured projections of the magnetic induction vectors on the axis of the sensors 1 and 2 (see drawing), the induction of the geomagnetic field is determined in the absence of information about the angles of the heading, roll, pitch of object 14 as follows.

Измеряют одновременно три проекции вектора магнитной индукции В_x1i, В_y1i, В_z1i на оси датчика 1 (см. чертеж) и три проекции вектора магнитной индукции В_x2i, В_y2i, В_z2i на оси датчика 2. По измеренным В_x1i, В_y1i, В_z1i и В_x2i, В_y2i, В_z2i, например, для i = 1, которые являются функциями измеренных параметров Пуассона, проекций векторов магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта

и неизвестных проекций вектора индукции геомагнитного поля В'_xт, В'_yт, В'_zт на оси датчиков 1 и 2, в устройстве 12 осуществляется решение двух систем уравнений относительно неизвестных В'_xт, В'_yт, В'_zт. Эти уравнения можно представить в следующем виде:
B_x1i - B_xp1 = (1 + a₁)B'_xт + b₁B'_yт + c₁B'_zт;
B_y1i - B_yp1 = d₁B'_xт + (1 + e₁)B'_yт + f₁B'_zт;
B_z1i - B_zp1 = q₁B'_xт + h₁B'_yт + (1 + k₁)B'_zт;
B_x2i - B_xp2 = (1 + a₂)B'_xт + b₂B'_yт + c₂B'_zт;
B_y2i - B_yp2 = d₂B'_xт + (1 + e₂)B'_yт + f₂B'_zт;
B_z2i - B_zp2 = q₂B'_xт + h₂B'_yт + (1 + k₂)B'_zт.Three projections of the magnetic induction vector В _x1i , В _y1i , В _z1i on the axis of the sensor 1 (see the drawing) and three projections of the vector of magnetic induction В _x2i , В _y2i , В _z2i on the axis of the sensor 2 are measured _{simultaneously} . According to the measured В _x1i , В _y1i , В _z1i and В _x2i , В _y2i , В _z2i , for example, for i = 1, which are functions of the measured Poisson parameters, projections of the magnetic induction vectors from the hard magnetization of the object

and unknown projections of the geomagnetic field induction vector B ' _xt , B' _yt , B ' _zt on the axis of sensors 1 and 2, in the device 12, two systems of equations are solved for the unknown B' _xt , B ' _yt , B' _zt . These equations can be represented as follows:
B _x1i - B _xp1 = (1 + a ₁ ) B ' _xt + b ₁ B' _yt + c ₁ B '_zt;
B _y1i - B _yp1 = d ₁ B ' _xt + (1 + e ₁ ) B' _yt + f ₁ B '_zt;
B _z1i - B _zp1 = q ₁ B ' _xt + h ₁ B' _yt + (1 + k ₁ ) B '_zt;
B _x2i - B _xp2 = (1 + a ₂ ) B ' _xt + b ₂ B' _yt + c ₂ B '_zt;
B _y2i - B _yp2 = d ₂ B ' _xt + (1 + e ₂ ) B' _yt + f ₂ B '_zt;
B _z2i - B _zp2 = q ₂ B ' _xt + h ₂ B' _yt + (1 + k ₂ ) B ' _zt .

Определяют В'_xт, В'_yт, В'_zт из системы уравнений для B_x1i-B_xp1, B_y1i-B_yp1, B_z1i-B_zp1 или из системы уравнений для B_x2i-B_xp2, B_y2i-B_yp2, B_z2i-B_zp2, а затем находят модуль вектора индукции геомагнитного поля В_т и проекции векторов магнитной индукции

на оси датчиков 1 и 2 от индуктивной и жесткой намагниченности объекта 14 из следующих выражений:
B_т = [(B'_xт)² + (B'_yт)² + (B'_zт)²]^1/2;
B_xн1i = a₁B'_xт + b₁B'_yт + c₁B'_zт + B_xp1;
B_yн1i = d₁B'_xт + e₁B'_yт + f₁B'_zт + B_yp1;
B_zн1i = q₁B'_xт + h₁B'_yт + k₁B'_zт + B_zp1;
B_xн2i = a₂B'_xт + b₂B'_yт + c₂B'_zт + B_xp2;
B_yн2i = d₂B'_xт + e₂B'_yт + f₂B'_zт + B_yp2;
B_zн2i = q₂B'_xт + h₂B'_yт + k₂B'_zт + B_zp2.Determine B ' _xt , B' _yt , B ' _zt from the system of equations for B _x1i -B _xp1 , B _y1i -B _yp1 , B _z1i -B _zp1 or from the system of equations for B _x2i -B _xp2 , B _y2i -B _yp2 , B _z2i -B _zp2 , and then find the modulus of the induction vector of the geomagnetic field V _t and the projection of the magnetic induction vectors

on the axis of the sensors 1 and 2 from the inductive and hard magnetization of the object 14 of the following expressions:
B _t = [(B ' _xt ) ² + (B' _yt ) ² + (B ' _zt ) ² ] ^1/2 ;
B _xn1i = a ₁ B ' _xt + b ₁ B' _yt + c ₁ B ' _zt + B _xp1 ;
B _yn1i = d ₁ B ' _xt + e ₁ B' _yt + f ₁ B ' _zt + B _yp1 ;
B _zн1i = q ₁ B ' _xt + h ₁ B' _yt + k ₁ B ' _zt + B _zp1 ;
B _xn2i = a ₂ B ' _xt + b ₂ B' _yt + c ₂ B ' _zt + B _xp2 ;
B _yn2i = d ₂ B ' _xt + e ₂ B' _yt + f ₂ B ' _zt + B _yp2 ;
B _zn2i = q ₂ B ' _xt + h ₂ B' _yt + k ₂ B ' _zt + B _zp2 .

Устройство 12 создает напряжения, пропорциональные В_xн1i, В_yн1i, В_zн1i, и В_xн2i, В_yн2i, В_zн2i, с помощью которых в местах размещения датчиков 1 и 2 воспроизводятся проекции векторов магнитной индукции на оси датчика 1 и оси датчика 2, равные по величине и противоположные по направлению соответствующим проекциям векторов магнитной индукции В_н1i{В_xн1i, В_yн1i, В_zн1i} и

обеспечивая тем самым отрицательную обратную связь по магнитному полю от индуктивной и жесткой намагниченности объекта 14. Для этого напряжения, пропорциональные В_xн1i, В_yн1i, В_zн1i и В_xн2i, В_yн2i, В_zн2i, с выходов устройства 12 подаются на блок сложения 13. С выходов блока 13 напряжения, пропорциональные В_xн1i, В_yн1i, В_zн1i, подаются на входы датчика 1, а напряжения, пропорциональные В_xн2i, В_yн2i, В_zн2i, подаются на входы датчика 2. По каждым последующим измерениям (i = 1, 2, 3,...) проекций векторов магнитной индукции в местах размещения датчиков 1 и 2, известным параметрам Пуассона и проекциям векторов магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта 14 с учетом действия предшествующей отрицательной обратной связи по магнитному полю для датчика 1 и от предшествующей отрицательной обратной связи по магнитному полю для датчика 2 от намагниченности объекта 14 осуществляется устройством 12 корректировка этих отрицательных обратных связей от изменившихся проекций вектора индукции геомагнитного поля на оси датчиков 1 и 2, обусловленных, например, изменением углового положения объекта 14 и изменением вектора индукции геомагнитного поля. Отрицательная обратная связь по магнитному полю от намагниченности объекта 14 (от индуктивной и жесткой намагниченности объекта) обеспечивает расширение динамического диапазона измерения индукции геомагнитного поля, линейность, стабильность коэффициентов передачи блоков и устройств предлагаемого технического решения, а также возможность уточнять определяемые значения параметров Пуассона и проекций вектора индукции магнитного поля от жесткой намагниченности объекта при их определении.The device 12 creates voltages proportional to V _xn1i , V _yn1i , V _zn1i , and V _xn2i , V _yn2i , V _zn2i , with the help of which, in the locations of sensors 1 and 2, the projections of the magnetic induction vectors on the axis of the sensor 1 and the axis of the sensor 2 are reproduced, equal to in magnitude and opposite in direction to the corresponding projections of the magnetic induction vectors B _n1i {B _xn1i , B _yn1i , B _zn1i } and

thereby providing negative feedback on the magnetic field from the inductive and hard magnetization of the object 14. For this, the proportional voltages V _xn1i , V _yn1i , V _zn1i and V _xn2i , V _yn2i , V _zn2i from the outputs of the device 12 are supplied to the addition unit 13. From the outputs of block 13, voltages proportional to V _xn1i , V _yn1i , V _zn1i are supplied to the inputs of sensor 1, and voltages proportional to V _xn2i , V _yn2i , V _zn2i are supplied to the inputs of sensor 2. For each subsequent measurement (i = 1, 2, 3, ...) projections of the magnetic induction vectors at the locations of the sensors 1 and 2, it is known Poisson’s parameters and the projections of the magnetic induction vectors from the hard magnetization of the object 14, taking into account the effect of the previous negative feedback on the magnetic field for the sensor 1 and from the previous negative feedback on the magnetic field for the sensor 2 from the magnetization of the object 14, are carried out by the device 12 to correct these negative feedbacks from the changed projections of the induction vector of the geomagnetic field on the axis of the sensors 1 and 2, due, for example, to a change in the angular position of the object 14 and the phenomenon of the induction vector of the geomagnetic field. Negative feedback on the magnetic field from the magnetization of the object 14 (from the inductive and hard magnetization of the object) provides an extension of the dynamic range of measurement of the induction of the geomagnetic field, linearity, stability of the transmission coefficients of the blocks and devices of the proposed technical solution, as well as the ability to refine the determined values of the Poisson parameters and projections of the vector induction of the magnetic field from the hard magnetization of the object when they are determined.

В рассмотренном техническом решении по сравнению с известными [1, 2, 5, 7] для определения модуля вектора индукции геомагнитного поля не требуется информация об углах курса, крена, тангажа объекта при наличии сведений о параметрах Пуассона и проекций вектора магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта. Сведения об углах курса, крена, тангажа нужны только для определения параметров Пуассона и проекций вектора магнитной индукции от жесткой намагниченности объекта. Компенсация же проекций вектора магнитной индукции от намагниченности объекта как в датчике 1, так и в датчике 2, осуществляемая отрицательной обратной связью, обеспечивает повышение точности определения индукции геомагнитного поля. Кроме того, предложенное техническое решение обеспечивает возможность корректировки параметров Пуассона при отсутствии сведений об индукции геомагнитного поля, например, в акватории проведения магнитной съемки, что существенно снижает погрешность определения индукции геомагнитного поля от нестабильности намагниченности объекта. In the considered technical solution, in comparison with the known ones [1, 2, 5, 7], to determine the modulus of the geomagnetic field induction vector, information on the heading angles, roll, pitch of the object is not required if there is information about the Poisson parameters and projections of the magnetic induction vector from the hard magnetization of the object . Information about the angles of the course, roll, pitch is needed only to determine the Poisson parameters and the projections of the magnetic induction vector from the hard magnetization of the object. Compensation of the projections of the magnetic induction vector from the magnetization of the object in both sensor 1 and sensor 2, carried out by negative feedback, improves the accuracy of determining the induction of the geomagnetic field. In addition, the proposed technical solution provides the ability to adjust the Poisson parameters in the absence of information about the induction of the geomagnetic field, for example, in the magnetic field, which significantly reduces the error in determining the induction of the geomagnetic field from the instability of the magnetization of the object.

В предложенном техническом решении (см. чертеж) датчики 1 и 2, блоки 3-8, генератор 9 выполнены аналогично устройству для измерения параметров магнитного поля [6] . Углоизмерительным устройством 11 может быть гиростабилизированная платформа, обеспечивающая измерение трех углов вращения объекта с погрешностью 0,5 угловых минут [9]. Регистрирующий блок 10 и устройство обработки информации 12 могут быть реализованы преобразователем измерительным многоканальным (ПИМ-1, сертификат 15660, Госстандарт России), разработанным АО "АТИС" (г. С.-Петербург). Блок сложения 13 может быть выполнен по схемам масштабных усилителей [10]. In the proposed technical solution (see drawing), sensors 1 and 2, blocks 3-8, generator 9 are made similarly to a device for measuring magnetic field parameters [6]. The angle measuring device 11 may be a gyrostabilized platform that provides measurement of three angles of rotation of the object with an error of 0.5 arc minutes [9]. The recording unit 10 and the information processing device 12 can be implemented by a multichannel measuring transducer (PIM-1, certificate 15660, Gosstandart of Russia) developed by ATIS JSC (St. Petersburg). The addition unit 13 can be performed according to the schemes of large-scale amplifiers [10].

Литература
1. Резник Э.Е., Канторович В.А. Некоторые вопросы компенсации магнитных полей самолета//Геофизическое приборостроение. - Л.: "Недра". 1964. Вып.18. С.26-38.Literature
1. Reznik E.E., Kantorovich V.A. Some issues of compensation of the aircraft magnetic fields // Geophysical Instrumentation. - L .: "The bowels." 1964. Issue 18. S.26-38.

2. Лысенко А.П. Теория и методы компенсации магнитных помех// Геофизическое приборостроение. - Л.: Изд-во Мингеологии и охраны недр СССР. ОКБ. 1960. Вып. 7. С.44-58. 2. Lysenko A.P. Theory and methods for compensating magnetic interference // Geophysical Instrumentation. - L .: Publishing house of Mingeology and protection of the bowels of the USSR. OKB. 1960. Issue. 7. S. 44-58.

3. Кожухов В.П., Воронов В.В., Григорьев В.В. Магнитные компасы. - М.: Транспорт. 1981. 216 с. 3. Kozhukhov V. P., Voronov V. V., Grigoryev V. V. Magnetic compasses. - M .: Transport. 1981. 216 p.

4. Вацуро А.Э., Цирель B.C. Измерения и компенсация магнитных помех самолета АН-2//Геофизическая аппаратура. - Л.: "Недра". Вып.69. 1979. С.73-100. 4. Vatsuro A.E., Tsirel B.C. Measurements and compensation of magnetic interference of the AN-2 aircraft // Geophysical equipment. - L .: "The bowels." Vol. 69. 1979. S. 73-100.

5. Пат. 2069818 РФ. Способ определения коэффициентов Пуассона подвижного объекта и устройство для его осуществления/ Б.М. Смирнов//Бюл. изобрет. 1997. 32. 5. Pat. 2069818 of the Russian Federation. A method for determining the Poisson's ratios of a moving object and a device for its implementation / B.M. Smirnov // Bull. invented 1997.32.

6. Афанасьев Ю.В. Феррозондовые приборы. - Л.: "Энергоатомиздат". 1986. 188 с. 6. Afanasyev Yu.V. Fluxgate devices. - L .: Energoatomizdat. 1986. 188 p.

7. Решение задачи магнитной совместимости датчика тесламетра с подвижным объектом// Измерительная техника. - 1997. - 9. - С.44-46. 7. The solution of the problem of magnetic compatibility of the teslameter sensor with a moving object // Measuring technique. - 1997. - 9. - P.44-46.

8. Яновский Б.М. Земной магнетизм. - Л.: ЛГУ. 1978. 592 с. 8. Yanovsky B.M. Terrestrial magnetism. - L .: LSU. 1978. 592 p.

9. Теория и конструкция гироскопических приборов и систем.// И.В. Одинова, Г.Д. Блюмин, А.В. Карпухин и др. Высшая школа. 1971. 508 с. 9. Theory and design of gyroscopic devices and systems. // I.V. Odinova, G.D. Blyumin, A.V. Karpukhin and others. High school. 1971. 508 p.

10. Гутников B. C. Применение операционных усилителей в измерительной технике. - Л.: "Энергия". 1975. 120 с. 10. Gutnikov B. C. The use of operational amplifiers in measurement technology. - L .: "Energy". 1975.120 s.

Claims

A device for determining the induction of a geomagnetic field from a moving object, including a three-component magnetometric sensor located on the object, three amplifier-converter blocks, the first inputs of which are connected to the corresponding outputs of the three-component sensor, an alternating voltage generator, the first output of which is connected to the first input of the three-component sensor, and the second output - to the second inputs of the amplifier-conversion units, a recording unit, the first three inputs of which are connected to the corresponding the outputs of the first, second and third amplification-conversion blocks, an angle measuring device, the three outputs of which are connected respectively to the fourth, fifth and sixth inputs of the recording block, configured to synchronously register signals proportional to the values of the projections of the magnetic induction vectors and the course angles, roll, pitch object, and an information processing device connected to the output of the recording unit, characterized in that it is equipped with a second three-component magnetometer a sensor, fourth, fifth and sixth amplification-conversion units and an addition unit, in which the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs are connected to the corresponding outputs of the first, second, third, fourth, fifth and sixth amplification-conversion units, and the seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth inputs of the addition unit are connected respectively to the first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs of the information processing device, the first inputs of the fourth, fifth and the sixth amplifier-converter blocks are connected to the corresponding outputs of the second three-component sensor, the third output of the alternating voltage generator is connected to the first input of the second three-component sensor, and the fourth output is to the second inputs of the fourth, fifth and sixth amplifier-converter blocks, the outputs of which are connected to the seventh, eighth and the ninth inputs of the recording unit, the first, second and third outputs of the addition unit are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the first a three-component sensor, and the fourth, fifth and sixth outputs of the addition unit are connected to the second, third and fourth inputs of the second three-component sensor, while the information processing device is configured to determine the Poisson parameters, the projections of the magnetic induction vector from the hard magnetization of the object and the formation of signals proportional to the projections magnetic induction vectors from the magnetization of the object in the locations of the first and second three-component sensors.