RU2456642C2 - Method of localising magnetic dipole - Google Patents

Method of localising magnetic dipole Download PDF

Info

Publication number
RU2456642C2
RU2456642C2 RU2010136908/28A RU2010136908A RU2456642C2 RU 2456642 C2 RU2456642 C2 RU 2456642C2 RU 2010136908/28 A RU2010136908/28 A RU 2010136908/28A RU 2010136908 A RU2010136908 A RU 2010136908A RU 2456642 C2 RU2456642 C2 RU 2456642C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vector
gradient
sensors
equation
magnetic
Prior art date
Application number
RU2010136908/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010136908A (en
Inventor
Юрий Михайлович Иванов (RU)
Юрий Михайлович Иванов
Валентин Григорьевич Семенов (RU)
Валентин Григорьевич Семенов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "МЕРА"
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 Закрытое акционерное общество "МЕРА" filed Critical Закрытое акционерное общество "МЕРА"
Priority to RU2010136908/28A priority Critical patent/RU2456642C2/en
Publication of RU2010136908A publication Critical patent/RU2010136908A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456642C2 publication Critical patent/RU2456642C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: six sensors at one end of a bar are used to measure increments in magnetic field induction relative a reference sensor at the other end of the bar. These increments are used to determine the gradient of the induction vector at the centre of the coordinate system of the bar and the vector of induction increment between the centre and the reference sensor. The combination of the gradient and increment are then used to locate the magnetic source and find the distance to the source.
EFFECT: high stability and reliability of location, which enables to localise a magnetic source during motion.
2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области определения координат местоположения скрытых ферромагнитных объектов, от подводных лодок и неразорвавшихся боеприпасов (бомб, снарядов, донных мин), до зарытых в земле единиц стрелкового оружия (винтовка, автомат, пистолет) и т.д.The invention relates to the field of determining the location coordinates of hidden ferromagnetic objects, from submarines and unexploded ordnance (bombs, shells, ground mines), to small arms buried in the ground (rifle, machine gun, pistol), etc.

Многие сосредоточенные источники магнитного поля можно аппроксимировать (точечным) диполем с магнитным моментом М=Mm, где М - модуль магнитного момента, m - единичный вектор направления магнитного момента. Различают задачи обнаружения, пеленгации и локализации (неподвижного или движущегося) диполя по параметрам его магнитного поля, измеренным в одной или нескольких точках наблюдения. При локализации определяют радиус-вектор X=Xn, где X - модуль расстояния, n - единичный вектор направления. Другими словами, при локализации определяют неизвестные координаты вектора X в системе координат наблюдения. При пеленгации определяют единичный вектор направления n или направляющие косинусы углов его в системе координат наблюдения. При обнаружении определяют параметры неоднородного магнитного поля на фоне поля Земли, по которым судят о том, что «где-то что-то есть». Некоторые специалисты под обнаружением понимают и пеленгацию и локализацию. Однако мы для определенности будем различать эти задачи.Many concentrated sources of the magnetic field can be approximated by a (point) dipole with a magnetic moment M = Mm, where M is the magnitude of the magnetic moment, m is the unit direction vector of the magnetic moment. There are distinguished tasks of detection, direction finding and localization (of a fixed or moving) dipole by the parameters of its magnetic field, measured at one or more observation points. In localization, the radius vector X = Xn is determined, where X is the distance modulus, n is the unit direction vector. In other words, the localization determines the unknown coordinates of the vector X in the coordinate system of the observation. During direction finding, the unit direction vector n or the direction cosines of its angles in the observation coordinate system are determined. Upon detection, the parameters of an inhomogeneous magnetic field are determined against the background of the Earth’s field, by which it is judged that “somewhere there is something”. Some specialists understand detection as direction finding and localization. However, for definiteness, we will distinguish between these tasks.

Задачу пеленгации магнитного диполя, по-видимому, впервые поставил О.П.Хвостов [Магнитный пеленгатор. // Геофизическое приборостроение. - Л.: Гостехиздат. 1963. С.3-11], который также предложил приближенное решение ее по градиенту модуля дипольной индукции.The problem of direction finding of a magnetic dipole, apparently, was first posed by O. P. Khvostov [Magnetic direction finder. // Geophysical instrumentation. - L .: Gostekhizdat. 1963. P.3-11], who also proposed an approximate solution to it according to the gradient of the dipole induction module.

Первое аналитическое (явное) решение задачи пеленгации диполя по градиенту вектора дипольной индукции получил C.Frahm [W.M.Wynn а.о. Advanced Superconducting Gradiometer. / Magnetometer Arrays and a Novel Signal Processing Technique. // IEEE Transactions on Magnetics, vol. MAG-11, no.2, March 1975 Р.701-707]. Решение Frahm′a было неоднозначным. Оно включало 4 направления, одно из которых было истинным, остальные три - ложными. Вместе с тем решение Frahm′a осталось нераскрытым, поскольку не было найдено удобной формы представления этого решения.The first analytical (explicit) solution to the problem of direction finding of a dipole by the gradient of the vector of dipole induction was obtained by C. Frahm [W.M. Wynn a.o. Advanced Superconducting Gradiometer. / Magnetometer Arrays and a Novel Signal Processing Technique. // IEEE Transactions on Magnetics, vol. MAG-11, no.2, March 1975 P.701-707]. Frahm′a's decision was mixed. It included 4 directions, one of which was true, the other three - false. However, the Frahm′a decision remained unsolved, since no convenient form for presenting this solution was found.

Затем T.Kolbenhayer [Prispevok krieseniu obratenej magnetometrickey ulohy predipol. // Banickey listy. 1976. #4 31-35 (Реферативный Журнал Геология. 1980. №12. C.20)] нашел явное решение задачи локализации по заданным вектору и градиенту вектора дипольной индукции, опираясь на теорему Эйлера для однородных функций. Однако решение Kolbenhayer′a оказалось неустойчивым к ориентации искомого диполя.Then T. Kolbenhayer [Prispevok krieseniu obratenej magnetometrickey ulohy predipol. // Banickey listy. 1976. # 4 31-35 (Review Journal of Geology. 1980. No. 12. C.20)] found an explicit solution to the localization problem with respect to a given vector and gradient of the dipole induction vector, based on Euler's theorem for homogeneous functions. However, the Kolbenhayer′a solution turned out to be unstable to the orientation of the desired dipole.

Позднее оба упомянутых решения были радикально усовершенствованы в работе [В.Г.Семенов. Решение обратной задачи для источника физического поля дипольной или квадрупольной модели. // Методы и средства точных магнитных измерений. / Сб. научных трудов НПО «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева». 1980. С.3-19]. В результате задача локализации обрела устойчивость, а для задачи пеленгации было найдена простая и удачная форма выражения этого решения. В последующие годы работы Frahm′a [1975] и Семенова [1980] подверглись несправедливой критике в части неоднозначности решения в статье [В.В.Тихонов и Б.Н.Шалаев Особенности решения обратных задач при электромагнитном исследовании подводных сред. Известия ЛЭТИ им.Ульянова (Ленина). Выпуск 327 Л-д 1983 г. Стр.28] и монографии [под редакцией лауреата Гос. премии СССР Е.Г.Пащенко «Оптико-физические средства исследования океана». Л-д. Судостроение 1984. Стр.207]. Авторы этих публикаций предложили якобы однозначное решение задачи вместо решения [Семенов 1980]. Ответная статья [В.Г.Семенов и А.Я.Зайончковский. Сравнительный анализ градиентных методов локализации источников магнитного поля дипольной модели. Сб. научных трудов «Создание средств измерений для метрологического обеспечения прецизионных нанотесламетров». ВНИИМ им. Менделеева Л-д. 1988 г. С.56-67] показала несостоятельность претензий на однозначность решения Тихонова и Шалаева. Вместе с тем, Семенов и Зайончковский [1988] получили аналитическое выражение погрешности способа Frahm′a [1975]/Семенова [1980], выявившее некоторую неустойчивость этого способа, который ранее считался полностью устойчивым. Много лет спустя это аналитическое выражение было перепроверено компьютерным моделированием [Ю.М.Иванов и В.Г.Семенов. Оценки погрешностей пеленгации и локализации источника магнитного поля дипольной модели. // Измерительная техника №5. 2008. С.30-35 и №7. 2008. С.72]. Результаты компьютерного моделирования подтвердили существование наличие области неустойчивости.Later, both of the mentioned solutions were radically improved in the work of [V.G.Semenov. The solution of the inverse problem for the source of the physical field of the dipole or quadrupole model. // Methods and means of accurate magnetic measurements. / Sat scientific works of NPO VNIIM named after D.I. Mendeleev. 1980. S.3-19]. As a result, the localization problem gained stability, and for the direction finding problem, a simple and successful form of expression of this solution was found. In subsequent years, the work of Frahm′a [1975] and Semenov [1980] was unfairly criticized for the ambiguity of the solution in the article [V.V. Tikhonov and B.N. Shalaev Features of solving inverse problems in the electromagnetic study of underwater environments. News of LETI named after Ulyanov (Lenin). Issue 327 L-D 1983, Page 28] and monographs [edited by laureate of the State. Prizes of the USSR EG Pashchenko "Optical-physical means of ocean research." L-d Shipbuilding 1984. P.207]. The authors of these publications proposed a supposedly unique solution to the problem instead of the solution [Semenov 1980]. Response article [V.G.Semenov and A.Ya. Zayonchkovsky. Comparative analysis of gradient methods of localization of the magnetic field sources of the dipole model. Sat scientific works “Creation of measuring instruments for metrological support of precision nanoteslameters”. VNIIM them. Mendeleev L-d. 1988, pp. 56-67] showed the bankruptcy of claims for the unambiguous decision of Tikhonov and Shalaev. At the same time, Semenov and Zayonchkovsky [1988] received an analytical expression of the error of the Frahm′a method [1975] / Semenov [1980], which revealed some instability of this method, which was previously considered completely stable. Many years later, this analytical expression was cross-checked by computer modeling [Yu.M. Ivanov and V.G.Semenov. Estimates of errors of direction finding and localization of the magnetic field source of the dipole model. // Measuring technique №5. 2008. S. 30-35 and No. 7. 2008. P.72]. Computer simulation results confirmed the existence of an instability region.

Итак, известны два на сегодня лучших способа явного решения, а потому и высокого быстродействия:So, there are two known today the best ways to explicitly solve, and therefore, high speed:

а) способ локализации [Семенов, 1980]. Этот способ устойчив и однозначен, но он не позволяет осуществлять локализацию в движении носителя средств измерения;a) the method of localization [Semenov, 1980]. This method is stable and unambiguous, but it does not allow localization in the movement of the carrier of measuring instruments;

б) способ пеленгации [Семенов и Зайончковский, 1988]. Этот способ позволяет выполнять измерения при движении средств измерения, но он неоднозначен, так как дает четыре решения (какое из них истинное неизвестно), к тому же в некоторой узкой области этот способ неустойчив. Но самое главное, это способ пеленгации, а не локализации.b) the method of direction finding [Semenov and Zayonchkovsky, 1988]. This method allows you to take measurements when moving the measuring instruments, but it is ambiguous, since it gives four solutions (which of them is true is unknown), moreover, this method is unstable in some narrow region. But most importantly, this is a method of direction finding, not localization.

Наконец, известны следующие приемы повышения точности измерения пространственного приращения магнитной индукции, а также базы приращения:Finally, the following methods are known to increase the accuracy of measuring the spatial increment of magnetic induction, as well as the increment base:

- Патент РФ №2256930 Способ минимизации погрешностей в переносном дифференциальном магнитометре. Приоритет изобретения от 07.04.2003 г.;- RF patent №2256930 A method of minimizing errors in a portable differential magnetometer. Priority of the invention of 07/07/2003;

- Патент РФ №2257593 Способ минимизации погрешностей в дифференциальном магнитометре. Приоритет изобретения от 07.04.2003 г.;- RF patent №2257593 A method of minimizing errors in a differential magnetometer. Priority of the invention of 07/07/2003;

- Патент РФ №2290657 Способ определения местоположения и ориентации трехкомпонентного датчика магнитометра относительно меры магнитного момента. Приоритет изобретения от 09.08.2005 г.;- RF patent No. 2290657 A method for determining the location and orientation of a three-component magnetometer sensor relative to a measure of magnetic moment. The priority of the invention of 09/09/2005;

- Патент РФ №2313801 Способ измерения приращения индукции магнитного поля трехкомпонентным дифференциальным магнитометром. Приоритет изобретения от 04.05.2006 г.- RF patent No. 2313801 A method for measuring the increment of the magnetic field induction by a three-component differential magnetometer. Priority of the invention of 05/04/2006

В качестве прототипа заявляемого способа выбран способ пеленгации источника магнитного поля дипольной модели [Семенов и Зайончковский, 1988] (далее, просто [1988]) по совокупности существенных признаков, наиболее близких к заявляемому способу.As a prototype of the proposed method, the method of direction finding of the source of the magnetic field of the dipole model [Semenov and Zayonchkovsky, 1988] (hereinafter, simply [1988]) is selected according to the set of essential features closest to the claimed method.

Известный способ [1988] включает предварительные измерения расстояний между датчиками трехкомпонентных магнитометров, которыми измеряют градиент индукции магнитного поля источника, определение по градиенту его собственных чисел и векторов, через которые выражают единичный вектор направления радиус-вектора между точкой измерения градиента и искомым источником, а также единичное направление магнитного момента этого источника, причем оба направления определяют с точностью до одного из четырех возможных решений, лежащих в одной плоскости (одно из решений истинное, три другие - ложные), кроме того через найденные собственные числа определяют скалярную интенсивность градиента и косинус угла между найденными направлениями.The known method [1988] includes preliminary measurements of the distances between the sensors of three-component magnetometers, which measure the gradient of the magnetic field induction of the source, determining the gradient of its eigenvalues and vectors, through which they express the unit direction vector of the radius vector between the gradient measurement point and the desired source, and the unit direction of the magnetic moment of this source, and both directions are determined with an accuracy of one of four possible solutions lying in one plane and (one of the solutions is true, the other three are false), in addition, the scalar intensity of the gradient and the cosine of the angle between the directions found are determined through the eigenvalues found.

Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата для известного способа, является то, что известный способ не располагает достаточным объемом входной измеряемой информации для решения задачи локализации, а именно он использует пять измеряемых чисел, или пять независимых компонент градиента, которые после обработки определяют пять выходных параметров: четыре числа на два единичных направления и пятое число - скалярная интенсивность градиента.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below for the known method is that the known method does not have enough input measured information to solve the localization problem, namely, it uses five measured numbers, or five independent gradient components, which after processing determine five output parameters: four numbers in two unit directions and the fifth number is the scalar intensity of the gradient.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в доработке способа пеленгации до способа локализации, а также в устранении его неоднозначности и в снижении его неустойчивости.The problem to which the invention is directed is to refine the direction finding method to a localization method, as well as to eliminate its ambiguity and to reduce its instability.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении возможности локализации источника магнитного поля в движении.The technical result obtained by carrying out the invention is to enable localization of the source of the magnetic field in motion.

Указанный технический результат достигается тем, что заявляемый способ локализации магнитного диполя, включающий предварительные измерения расстояний между датчиками трехкомпонентных магнитометров, затем измерения с помощью этих датчиков градиента индукции магнитного поля, определение собственных чисел градиента λ2≥λ1≥λ3, которыми определяют скалярную интенсивность его

Figure 00000001
, а также определение соответствующих собственных векторов u1, u2, u3, по которым находят четыре единичных направления на диполь ni и направления его магнитного момента mi по формуламThe specified technical result is achieved by the fact that the claimed method of localizing a magnetic dipole, including preliminary measurements of the distances between the sensors of three-component magnetometers, then measuring the gradient of the magnetic field induction with these sensors, determining the eigenvalues of the gradient λ 2 ≥λ 1 ≥λ 3 , which determine the scalar intensity him
Figure 00000001
, as well as the determination of the corresponding eigenvectors u 1 , u 2 , u 3 , by which four unit directions to the dipole n i and the directions of its magnetic moment m i are found by the formulas

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где i=1, 2, 3, 4 - индекс пары решений (одно истинное, три ложных), отличается тем, что с помощью датчиков трехкомпонентных магнитометров, размещенных у одного из концов переносной штанги на полуосях ее системы координат, соосно и на одинаковом удалении от ее центра, измеряют пространственные приращения индукции магнитного поля относительно опорного датчика на другом конце штанги, по которым вычисляют среднее приращение по всем полуосям, а также разности приращений для каждой одноименной пары полуосей, строят симметричную матрицу разностей, при этом из каждого диагонального элемента матрицы вычитают треть ее следа, а единичные направления находят по формулам, зависящим от размера числа φ=λ1/N:where i = 1, 2, 3, 4 is the index of the pair of solutions (one true, three false), characterized in that using sensors of three-component magnetometers located at one end of the portable rod on the semiaxes of its coordinate system, coaxially and at the same distance from its center, the spatial increments of the magnetic field induction are measured relative to the reference sensor at the other end of the rod, by which the average increment over all half-axes is calculated, as well as the increment differences for each pair of half-axes of the same name, a symmetric difference matrix is constructed, n and that of each diagonal element of the matrix is subtracted third of its track, and the single direction are according to the formulas depends on the size of φ = λ 1 / N:

при -0.95≤φ<0.95:

Figure 00000004
at -0.95≤φ <0.95:
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

при -1≤φ<-0,95:

Figure 00000006
at -1≤φ <-0.95:
Figure 00000006

при 0,95<φ≤1:

Figure 00000007
at 0.95 <φ≤1:
Figure 00000007

после чего, нормируя вектор среднего приращения, получают векторное уравнение с одним неизвестным k=a/r:then, normalizing the vector of average increment, we obtain a vector equation with one unknown k = a / r:

Figure 00000008
Figure 00000008

где В07 - вектор среднего приращения;where B 07 is the vector of average increment;

a - расстояние между центром опорного датчика и центром системы координат; a is the distance between the center of the reference sensor and the center of the coordinate system;

ρ=(1+k2-2kna·n)1/2;ρ = (1 + k 2 -2kn a · n) 1/2 ;

na - единичный вектор направления штанги,n a is the unit vector of the direction of the rod,

в свою очередь, векторное нормированное уравнение сводят к модульному |B07|/Na=f(k), решая которое для каждой из четырех пар найденных векторов ni и mi, получают соответствующее значение ki, затем каждую пару величин ni, mi, если ей соответствует физически приемлемое значение ki, подставляют в векторное нормированное уравнение, рассчитывают его и отбирают тройку истинных решений n, m и k по минимуму модуля разности рассчитанной и измеренной версий этого уравнения, после чего определяют искомое расстояние до источника r=a/k.in turn, the normalized vector equation is reduced to the modular | B 07 | / N a = f (k), solving which for each of the four pairs of found vectors n i and m i , we obtain the corresponding value k i , then each pair of values of n i , m i , if it corresponds to a physically acceptable value of k i , it is substituted into a normalized vector equation, it is calculated and the three true solutions n, m and k are selected from the minimum modulus of the difference between the calculated and measured versions of this equation, after which the sought distance to the source r = a / k.

На Фиг.1 изображена схема реализации заявляемого способа.Figure 1 shows a diagram of the implementation of the proposed method.

Схема, изображенная на Фиг.1, содержит датчики трехкомпонентных магнитометров, установленные на переносной штанге. Датчики 1-6 расположены у одного конца штанги, опорный датчик 7 - у другого конца ее. Датчики 1-2 размещены на полуосях х+ и х- системы координат (СК) штанги, на одинаковом расстоянии от центра 0 СК, датчики 3-4 - на полуосях y+ и y-, датчики 5-6 - на полуосях z+ и z-. Все датчики 1-7 сориентированы своими осями вдоль осей СК штанги.The circuit depicted in FIG. 1 contains sensors of three-component magnetometers mounted on a portable rod. Sensors 1-6 are located at one end of the rod, a reference sensor 7 is located at the other end of it. Sensors 1-2 are located on the axles x + and x - the coordinate system (SC) of the rod, at the same distance from the center 0 SC, sensors 3-4 - on the axes y + and y - , sensors 5-6 - on the axles z + and z - . All sensors 1-7 are oriented by their axes along the axes of the SK rod.

Заявляемый способ действует следующим образом. Датчики 1-6 включены по схеме измерения приращений магнитной индукции относительно опорного датчика 7. Это означает, что при измерении вектора приращения магнитной индукции, например, парой 1-7, регистрирующие устройства отсчитывают три проекции разности В1717, но не сами векторы В1 и В7. Предварительно измеряют расстояния между датчиками, а также их взаимную ориентацию с помощью внешней трехкомпонентной меры магнитного момента (ММ). Для этого используют способ определения местоположения и ориентации трехкомпонентного датчика магнитометра относительно меры ММ [Патент РФ №2290657]. При работе оперируют следующими результатами измерения: приращениями магнитной индукции В17, В27, В37, В47, В57, В67 и заранее определенными расстояниями между соответствующими датчиками a 12, a 34, a 56, а также расстоянием между центрами СК 0 и датчика 7 - a.The inventive method operates as follows. Sensors 1-6 are included in the scheme for measuring increments of magnetic induction relative to the reference sensor 7. This means that when measuring the vector of increments of magnetic induction, for example, by a pair of 1-7, the recording devices count three projections of the difference B 17 = B 1 -B 7 , but not the vectors B 1 and B 7 themselves. Preliminary measure the distance between the sensors, as well as their relative orientation using an external three-component measure of magnetic moment (MM). To do this, use the method of determining the location and orientation of the three-component magnetometer sensor relative to the MM measures [RF Patent No. 2290657]. During operation, the following measurement results are operated on: increments of magnetic induction B 17 , B 27 , B 37 , B 47 , B 57 , B 67 and predetermined distances between the respective sensors a 12 , a 34 , a 56 , as well as the distance between the centers of SC 0 and sensor 7 - a .

Если штанга находится в магнитном поле Земли, которое можно считать однородным, то есть не зависящим от координаты, то показания магнитометров штанги будут нулевыми. Если на некотором расстоянии от штанги находится источник магнитного поля дипольной модели, то есть источник неоднородного поля, или зависящего от координаты, то показания магнитометров отличаются от нулей. Задача пеленгации заключается в том, чтобы по этим показаниям определить направление на диполь, а задача локализации - в том, чтобы определить и расстояние до него вдоль этого направления.If the rod is in the Earth's magnetic field, which can be considered homogeneous, that is, independent of the coordinate, then the readings of the rod magnetometers will be zero. If at some distance from the rod there is a source of the magnetic field of the dipole model, that is, a source of an inhomogeneous field, or depending on the coordinate, then the readings of the magnetometers differ from zeros. The task of direction finding is to determine the direction of the dipole from these indications, and the task of localization is to determine the distance to it along this direction.

Сначала с помощью измеренных приращений строят матрицу 3×3:First, using the measured increments, a 3 × 3 matrix is built:

Figure 00000009
Figure 00000009

с помощью которой находят матрицу градиентаwith which the gradient matrix is found

Figure 00000010
Figure 00000010

где А′ - транспонированная матрица А,where A ′ is the transposed matrix A,

A11+A22+A33 - след матрицы А,A 11 + A 22 + A 33 - trace of matrix A,

I - единичная матрица 3×3.I is the identity 3 × 3 matrix.

Операции (2) придают матрице градиента симметрию и обнуляют его след, поскольку известно, что градиент вектора магнитной индукции симметричен и бесследен. Затем стандартными приемами по матрице градиента находят его собственные числа λ2≥λ1≥λ3 и векторы u1, u2, u3, которыми определяют скалярную интенсивность градиента N, число φ, которое является скалярным произведением единичных векторов направлений на источник из центра СК n и магнитного момента m, а также сами направления n и m по формулам, зависящим от размера φ:Operations (2) impart symmetry to the gradient matrix and zero out its trace, since it is known that the gradient of the magnetic induction vector is symmetrical and traceless. Then, using standard techniques on the gradient matrix, find its eigenvalues λ 2 ≥λ 1 ≥λ 3 and vectors u 1 , u 2 , u 3 , which determine the scalar intensity of the gradient N, the number φ, which is the scalar product of unit direction vectors to the source from the center SK n and magnetic moment m, as well as the directions n and m themselves according to formulas depending on the size φ:

Figure 00000011
Figure 00000011

где µ0=4π×10-7 Гн/м - магнитная постоянная;where µ 0 = 4π × 10 -7 GN / m is the magnetic constant;

М - размер магнитного момента источника;M is the size of the magnetic moment of the source;

r - расстояние между источником и центром СК;r is the distance between the source and the center of the SC;

(Обратим внимание на то, что сами величины М и r по градиенту не определяются);(We draw attention to the fact that the quantities M and r themselves are not determined by the gradient);

Figure 00000012
Figure 00000012

при -0.95≤φ<0.95:

Figure 00000013
at -0.95≤φ <0.95:
Figure 00000013

при -1≤φ<-0,95:

Figure 00000014
at -1≤φ <-0.95:
Figure 00000014

при 0.95<φ≤1:

Figure 00000015
at 0.95 <φ≤1:
Figure 00000015

где i=1, 2, 3, 4.where i = 1, 2, 3, 4.

Формулы (5)-(7) дают неоднозначное решение, т.к они определяют 4 пары решений, одна пара - истинное решение, три - ложные. Какая пара истинная, неизвестно, так как все решения удовлетворяют градиенту. Проявляется это в том, что собственные векторы определяются с точностью до знака.Formulas (5) - (7) give an ambiguous solution, because they determine 4 pairs of solutions, one pair - a true solution, three - false. Which pair is true is unknown, since all solutions satisfy the gradient. This is manifested in the fact that the eigenvectors are determined up to a sign.

Обратим внимание, что формулы (5)-(7) применяют в зависимости от размера φ. Анализ погрешностей показал, что первые две строчки (5), каждая из двух слагаемых, методически безупречны, но при наличии погрешностей одно слагаемое расходится при φ≈-1, а другое при φ≈+1. Поэтому выгодно, при |φ|≈1÷0,95 использовать одно из этих слагаемых, допуская незначительную методическую погрешность, но повышая устойчивость к погрешностям входных данных. Таким образом, разбивка (5) на подвыражения, зависящие от размера φ, устраняет неустойчивость, имеющую место в известном способе [1988].Note that formulas (5) - (7) are used depending on the size of φ. An analysis of the errors showed that the first two lines (5), each of the two terms, are methodologically perfect, but if there are errors, one term diverges at φ≈-1, and the other at φ≈ + 1. Therefore, it is advantageous, for | φ | ≈1 ÷ 0.95, to use one of these terms, assuming a slight methodological error, but increasing the resistance to errors in the input data. Thus, the breakdown of (5) into subexpressions depending on the size φ eliminates the instability that occurs in the known method [1988].

Далее определяют вектор среднего приращенияNext, determine the average increment vector

Figure 00000016
Figure 00000016

Равенство (8) основано на общеизвестной теореме Гаусса о среднем. Для источника дипольной модели вектор среднего приращения можно записать какEquality (8) is based on the well-known Gauss mean value theorem. For the source of the dipole model, the average increment vector can be written as

Figure 00000017
Figure 00000017

В правой части (9) помимо неизвестного k=a/r фигурирует еще два неизвестных: М и r. Для того чтобы избавиться от этих двух неизвестных, используют отношениеIn the right-hand side of (9), in addition to the unknown k = a / r, two more unknowns appear: M and r. In order to get rid of these two unknowns, use the relation

Figure 00000018
Figure 00000018

Выражение (10) представляет собой векторное нелинейное уравнение относительно только одного скалярного неизвестного k, учитывая, что величины φ, ni, mi известны из вышеприведенных решений, а вектор na известен как орт СК вдоль продольной оси штанги. Далее из (10) составляют модульное уравнение видаExpression (10) is a vector nonlinear equation for only one scalar unknown k, given that the quantities φ, n i , m i are known from the above solutions, and the vector n a is known as the SC unit vector along the longitudinal axis of the rod. Further, from (10), a modular equation of the form

Figure 00000019
Figure 00000019

где φa=m·na,where φ a = mn a ,

решая которое для каждой пары ni, mi, получают соответствующее ki. Иногда полученное ki не является физически приемлемым решением, например слишком большим, (NaN - термин МатЛаб′а), такие решения отбрасывают. Каждую тройку решений ni, mi, ki, где ki физически приемлемое решение, подставляют в уравнение (10) и рассчитывают его. Истинную тройку решений определяют по наименьшему модулю разности Δi измеренной и рассчитанной версий уравнения (10).deciding which for each pair n i , m i , get the corresponding k i . Sometimes the obtained k i is not a physically acceptable solution, for example, too large, (NaN is the term MatLab′a), such solutions are discarded. Each triple of solutions n i , m i , k i , where k i is a physically acceptable solution, is substituted into equation (10) and calculated. The true three solutions are determined by the smallest modulus of the difference Δ i measured and calculated versions of equation (10).

Таким образом в заявляемом способе устраняется неоднозначность решений, присущая известному способу [1988].Thus, in the inventive method, the ambiguity of solutions inherent in the known method [1988] is eliminated.

Затем по найденному истинному k определяют искомое расстояние до источника r=a/k, что завершает переход от (устойчивой и однозначной) пеленгации к (устойчивой и однозначной) локализации источника.Then, based on the found true k, the desired distance to the source r = a / k is determined, which completes the transition from (stable and unambiguous) direction finding to (stable and unambiguous) localization of the source.

Заявляемый способ проверен с помощью компьютерного моделирования в пакете МатЛаб. По МатЛаб′у рассчитывают компоненты градиента, к ним добавляют случайные погрешности с нулевым средним и заданным уровнем СКО компоненты

Figure 00000020
, и осуществляют пеленгацию по известному способу [1988] 500 раз для каждого из 21 значения φ=-1, -0.9, -0.8 …, 1. Всю совокупность обрабатывают для определения СКО пеленгации σn.The inventive method is checked using computer simulation in the MatLab package. According to MatLab, the gradient components are calculated, random errors with zero mean and a given level of standard deviation of the component are added to them
Figure 00000020
, and carry out direction finding according to the known method [1988] 500 times for each of 21 values φ = -1, -0.9, -0.8 ..., 1. The whole set is processed to determine the standard deviation of direction finding σ n .

На Фиг.2 кривая 1 соответствует СКО пеленгации по уравнению (5), кривая 2 - по (6), 3 - по (7). Таким образом, при

Figure 00000021
только одно из слагаемых (5) содержит почти всю полезную информацию, а другое слагаемое (5) - только «шумит», поэтому его отбрасывают. Отбрасывание второго слагаемого (5) создает методическую погрешность пеленгации, которая в диапазоне 0.95≤|φ|≤1 еще не велика и ею можно пренебречь в этой части диапазона. Кривая 2 представляет СКО первого члена (5), кривая 3 - СКО второго члена (5), кривая 4 - сумму методической погрешности плюс удвоенное СКО первого члена (5), кривая 5 - сумму методической погрешности плюс удвоенное СКО второго члена (5). Как показано на Фиг.2, при -1≤φ≤-0.95 пеленгация по методически неточному уравнению (6) выгоднее, чем по точному уравнению (5), а при 0.95≤φ≤1 по уравнению (7) выгоднее, чем по (5). Значение φ определяют в начале пеленгации по уравнению (4).In figure 2, curve 1 corresponds to the standard deviation of direction finding according to equation (5), curve 2 - according to (6), 3 - according to (7). Thus, when
Figure 00000021
only one of the terms (5) contains almost all the useful information, and the other term (5) only “makes noise”, therefore it is discarded. Discarding the second term (5) creates a methodological error of direction finding, which is still not large in the range 0.95≤ | φ | ≤1 and can be neglected in this part of the range. Curve 2 represents the standard deviation of the first term (5), curve 3 represents the standard deviation of the second term (5), curve 4 is the sum of the methodical error plus twice the standard deviation of the first term (5), curve 5 is the sum of the methodical error plus twice the standard deviation of the second term (5). As shown in FIG. 2, at -1≤φ≤-0.95, direction finding by methodically inaccurate equation (6) is more advantageous than by exact equation (5), and when 0.95≤φ≤1, it is more advantageous by equation (7) than by ( 5). The value of φ is determined at the beginning of direction finding by equation (4).

Пример, представленный на Фиг.2, соответствует погрешностям пеленгации диполя с магнитным моментом М=0.8 Ам2 на расстоянии r=2.5 м от центра 0 СК штанги при расстоянии между датчиками 1-6 1=0.75 м. Уровень СКО шумов компоненты датчика σB=10-10 Тл.The example presented in Fig. 2 corresponds to the errors of direction finding of a dipole with a magnetic moment M = 0.8 Am 2 at a distance of r = 2.5 m from the center 0 of the SC rod at a distance between the sensors 1-6 1 = 0.75 m. The standard deviation of the noise of the sensor components is σ B = 10 -10 T.

Аналитическое выражение СКО пеленгации (определения направления на искомый источник) по уравнению (5) имеет следующий вид:The analytical expression of the standard deviation of direction finding (determining the direction to the desired source) according to equation (5) has the following form:

Figure 00000022
Figure 00000022

Как видно из кривой 6 (гладкая линия) на Фиг.2, аналитическое выражение (12) практически полностью совпадает с результатами компьютерного моделирования. Это совпадение доказывает, что выражение (12) выведено правильно, а также что моделирование проведено правильно.As can be seen from curve 6 (smooth line) in figure 2, the analytical expression (12) almost completely coincides with the results of computer modeling. This coincidence proves that expression (12) is deduced correctly, and also that the simulation is carried out correctly.

Таким образом, разбивка по заявляемому способу уравнения (5) на два дополнительных (6) и (7) снижает неустойчивость пеленгации, присущую известному способу [1988] при 0.95≤|φ|≤1.Thus, the breakdown of the claimed method of equation (5) into two additional (6) and (7) reduces the direction finding instability inherent in the known method [1988] at 0.95 ≤ | φ | ≤1.

Далее в Таблице 1 представлены примеры устранения по заявляемому способу неоднозначности пеленгации, присущей известному способу [1988]. Эти примеры подготовлены также компьютерным моделированием пеленгации/локализации источника, удаленного на расстояние r=3.5 м от центра 0 СК штанги, у которой опорный датчик 7 расположен на расстоянии а=1.5 м от центра 0.The following Table 1 presents examples of the elimination of the claimed method for the ambiguity of direction finding inherent in the known method [1988]. These examples were also prepared by computer simulation of direction finding / localization of a source remote at a distance of r = 3.5 m from the center 0 of the SC rod, in which the reference sensor 7 is located at a distance of a = 1.5 m from the center 0.

Таблица 1Table 1 Определение параметра ki (11) и соответствующего ему Δ - модуля разности измеренной и рассчитанной частей уравнения (10) для четырех пар решений (5), определяемых знаками собственных векторов u2, u3 Determination of the parameter k i (11) and the corresponding Δ - the modulus of the difference between the measured and calculated parts of equation (10) for four pairs of solutions (5) defined by the signs of the eigenvectors u 2 , u 3 φφ +u2, +u3+ u2, + u3 -u2, +u3-u2, + u3 -u2, -u3-u2, -u3 +u2, -u3+ u2, -u3 k1 k 1 Δ1, нТлΔ 1 , nT k2 k 2 Δ2, нТлΔ 2 , nT k3 k 3 Δ3, нТлΔ 3 , nT k4 k 4 Δ4, нТлΔ 4 , nT -0.9-0.9 0.42860.4286 0.000…0.000 ... 0.25730.2573 21.421.4 0.26190.2619 24.824.8 0.45740.4574 15.215.2 -0.7-0.7 0.42860.4286 0.000…0.000 ... 0.23280.2328 11.511.5 0.24990.2499 21.121.1 0.04110.0411 13.413.4 -0.5-0.5 0.42860.4286 0.000…0.000 ... 0.19270.1927 7.07.0 0.22860.2286 17.817.8 0.06780.0678 17.417.4 -0.3-0.3 0.42860.4286 0.000…0.000 ... 0.12850.1285 12.412.4 0.18850.1885 15.315.3 0.07510.0751 20.420.4 -0.1-0.1 0.42860.4286 0.000…0.000 ... 0.04150.0415 18.518.5 0.10660.1066 13.813.8 0.04030.0403 21.221.2 00 0.42860.4286 0.000…0.000 ... NaN*NaN * -- NaNNaN -- NaNNaN -- +0.1+0.1 0.42860.4286 0.000…0.000 ... 0.04030.0403 21.221.2 0.10660.1066 13.813.8 0.04150.0415 18.518.5 +0.3+0.3 0.42860.4286 0.000…0.000 ... 0.07510.0751 20.420.4 0.18850.1885 15.315.3 0.12850.1285 12.412.4 +0.5+0.5 0.42860.4286 0.000…0.000 ... 0.06780.0678 17.417.4 0.22860.2286 17.817.8 0.19270.1927 7.07.0 +0.7+0.7 0.42860.4286 0.000…0.000 ... 0.04110.0411 13.413.4 0.24990.2499 21.121.1 0.23280.2328 11.511.5 +0.9+0.9 0.42860.4286 0.000…0.000 ... 0.45740.4574 15.215.2 0.26190.2619 24.824.8 0.25730.2573 21.421.4 *NaN - not a number (термин МатЛаб′а).* NaN - not a number (term MatLab′a).

Как видно из каждой строки Таблицы 1, значение модуля разности Δ1 - наименьшее, поэтому тройку решений n1, m1, k1 в данном примере принимают за истинные направления n, m и истинное отношение k=a/r. Остальные тройки отбрасывают как ложные.As can be seen from each row of Table 1, the value of the modulus of the difference Δ 1 is the smallest, therefore, the three solutions n 1 , m 1 , k 1 in this example are taken as the true directions n, m and the true ratio k = a / r. The remaining triples are discarded as false.

Таким образом, заявляемый способ устраняет неоднозначность решений, присущую известному способу [1988].Thus, the claimed method eliminates the ambiguity of solutions inherent in the known method [1988].

Наконец, по найденному и отобранному истинному значению отношения k=a/r определяют искомое расстояние до источника r=a/k.Finally, from the found and selected true value, the ratios k = a / r determine the desired distance to the source r = a / k.

Для примера в Таблице 1 r=1.5/0.4286=3.4998 м. Отклонение от расчетного расстояния 3.5 м произошло из-за округления числа 0.4285714286 до 0.4286.For example, in Table 1, r = 1.5 / 0.4286 = 3.4998 m. Deviation from the estimated distance of 3.5 m occurred due to rounding of the number 0.4285714286 to 0.4286.

Таким образом, заявляемый способ осуществляет не только однозначную (и устойчивую) пеленгацию, но однозначную (и устойчивую) локализацию источника, в то время как известный способ [1988] выполняет только (неоднозначную и неустойчивую) пеленгацию источника.Thus, the claimed method performs not only unambiguous (and stable) direction finding, but unambiguous (and stable) localization of the source, while the known method [1988] performs only (ambiguous and unstable) direction finding of the source.

При этом, поскольку заявляемый способ основан на измерениях приращений магнитной индукции датчиками на переносной штанге, включенными по дифференциальной схеме, то заявляемый способ позволяет локализовать источник и в движении, так как само дифференциальное включение защищает от вредного влияния однородного поля Земли при перемещении штанги после коррекции нулей ее датчиков.Moreover, since the inventive method is based on measurements of increments of magnetic induction by sensors on a portable rod, included in a differential circuit, the inventive method allows you to localize the source and in motion, since the differential inclusion itself protects against the harmful effects of a uniform field of the Earth when moving the rod after zero correction its sensors.

Claims (1)

Способ локализации магнитного диполя, включающий предварительные измерения расстояний между датчиками трехкомпонентных магнитометров, затем измерения с помощью этих датчиков градиента индукции магнитного поля, определение собственных чисел градиента λ2≥λ1≥λ3, которыми определяют скалярную интенсивность его
Figure 00000023
, а также определение соответствующих собственных векторов u1, u2, u3, по которым находят четыре единичных направления на диполь ni и направления его магнитного момента mi, где i=1, 2, 3, 4 - индекс пары решений (одно истинное, три ложных), отличающийся тем, что с помощью датчиков трехкомпонентных магнитометров, размещенных у одного из концов переносной штанги на полуосях ее системы координат, соосно и на одинаковом удалении от ее центра, измеряют пространственные приращения индукции магнитного поля относительно опорного датчика на другом конце штанги, по которым вычисляют среднее приращение по всем полуосям, а также разности приращений для каждой одноименной пары полуосей, строят симметричную матрицу разностей, при этом из каждого диагонального элемента матрицы вычитают треть ее следа, а единичные направления находят по формулам, зависящим от размера числа φ=λ1/N:
при -0,95≤φ<0,95:
Figure 00000024

Figure 00000025

при -1≤φ<-0,95:
Figure 00000026
Figure 00000027

при 0,95<φ≤1:
Figure 00000028
Figure 00000029

после чего, нормируя вектор среднего приращения, получают векторное уравнение с одним неизвестным k=а/r:
Figure 00000030

где В07 - вектор среднего приращения;
а - расстояние между центром опорного датчика и центром системы координат;
ρ=(1+k2-2kna·n)1/2;
na - единичный вектор направления штанги,
в свою очередь, векторное нормированное уравнение сводят к модульному |В07|/Na=f(k), решая которое для каждой из четырех пар найденных векторов ni и mi получают соответствующее значение ki, затем каждую пару величин ni, mi, если ей соответствует физически приемлемое значение ki, подставляют в векторное нормированное уравнение, рассчитывают его и отбирают тройку истинных решений n, m и k по минимуму модуля разности рассчитанной и измеренной версий этого уравнения, после чего определяют искомое расстояние до источника r=а/k.
A method for localizing a magnetic dipole, including preliminary measurements of the distances between the sensors of three-component magnetometers, then measuring the gradient of the magnetic field induction with these sensors, determining the eigenvalues of the gradient λ 2 ≥λ 1 ≥λ 3 , which determine its scalar intensity
Figure 00000023
, as well as the determination of the corresponding eigenvectors u 1 , u 2 , u 3 , by which four unit directions to the dipole n i and the directions of its magnetic moment m i are found , where i = 1, 2, 3, 4 is the index of the pair of solutions (one true, three false), characterized in that the spatial increments of the magnetic field induction relative to the reference sensor at the other end are measured coaxially and at the same distance from its center using sensors of three-component magnetometers located at one end of the portable rod on the axles of its coordinate system rods, which calculate the average increment over all semiaxes, as well as the differences of increments for each pair of semiaxes of the same name, build a symmetric difference matrix, while a third of its trace is subtracted from each diagonal element of the matrix, and unit directions are found by formulas depending on the size of the number φ = λ 1 / N:
at -0.95≤φ <0.95:
Figure 00000024

Figure 00000025

at -1≤φ <-0.95:
Figure 00000026
Figure 00000027

at 0.95 <φ≤1:
Figure 00000028
Figure 00000029

then, normalizing the vector of average increment, we obtain a vector equation with one unknown k = a / r:
Figure 00000030

where B 07 is the vector of average increment;
a - the distance between the center of the reference sensor and the center of the coordinate system;
ρ = (1 + k 2 -2kn a · n) 1/2 ;
n a is the unit vector of the direction of the rod,
in turn, the normalized vector equation is reduced to the modular | B 07 | / N a = f (k), solving for which for each of the four pairs of found vectors n i and m i get the corresponding value k i , then each pair of quantities n i , m i , if it corresponds to a physically acceptable value of k i , it is substituted into a normalized vector equation, it is calculated and the three true solutions n, m and k are selected from the minimum modulus of the difference between the calculated and measured versions of this equation, after which the sought distance to the source r = a / k.
RU2010136908/28A 2010-08-25 2010-08-25 Method of localising magnetic dipole RU2456642C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010136908/28A RU2456642C2 (en) 2010-08-25 2010-08-25 Method of localising magnetic dipole

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010136908/28A RU2456642C2 (en) 2010-08-25 2010-08-25 Method of localising magnetic dipole

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010136908A RU2010136908A (en) 2012-02-27
RU2456642C2 true RU2456642C2 (en) 2012-07-20

Family

ID=45851873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010136908/28A RU2456642C2 (en) 2010-08-25 2010-08-25 Method of localising magnetic dipole

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2456642C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521134C2 (en) * 2012-09-06 2014-06-27 Закрытое акционерное общество "МЕРА" Method of locating source of magnetic field of dipole model
RU2668317C1 (en) * 2017-05-02 2018-09-28 Тимур Марсович Алеев Detector of ferromagnetic objects

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU437989A1 (en) * 1972-01-19 1974-07-30 Физический Факультет Московского Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственного Университета Им. М.В.Ломоносова VCR
SU1372261A1 (en) * 1986-07-24 1988-02-07 Новосибирский электротехнический институт Method olf determining plane position of object possessing magnetic moment
RU2077733C1 (en) * 1993-10-06 1997-04-20 Борис Михайлович Смирнов Magnetometer (embodiments)
RU2142143C1 (en) * 1996-12-20 1999-11-27 Войсковая часть 53083 Method of reduction of results of measurement of magnetic field by line bed to coordinate system of object
RU2219497C1 (en) * 2002-04-01 2003-12-20 Смирнов Борис Михайлович Device determining coordinates of source of magnetic field from mobile object
CN1481754A (en) * 2002-12-29 2004-03-17 侯文生 System and position tracing method for dynamic positioning and tracing internal miniature apparatus
RU2290657C1 (en) * 2005-08-09 2006-12-27 Закрытое акционерное общество "МЕРА" Mode of definition of position and orientation of the three-component sensor of a magnetometer relatively to measure of a magnetic moment
RU2315338C2 (en) * 2005-12-15 2008-01-20 Эвутек Ко., Лтд. System for detecting position of an underground object with usage of magnetic marker
MX2007002599A (en) * 2006-03-03 2008-11-14 Johnson & Johnson Resolution of magnetic dipole ambiguity in position tracking measurements.
RU2354822C2 (en) * 2004-08-06 2009-05-10 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Combined magnetic device for distance measurement

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU437989A1 (en) * 1972-01-19 1974-07-30 Физический Факультет Московского Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственного Университета Им. М.В.Ломоносова VCR
SU1372261A1 (en) * 1986-07-24 1988-02-07 Новосибирский электротехнический институт Method olf determining plane position of object possessing magnetic moment
RU2077733C1 (en) * 1993-10-06 1997-04-20 Борис Михайлович Смирнов Magnetometer (embodiments)
RU2142143C1 (en) * 1996-12-20 1999-11-27 Войсковая часть 53083 Method of reduction of results of measurement of magnetic field by line bed to coordinate system of object
RU2219497C1 (en) * 2002-04-01 2003-12-20 Смирнов Борис Михайлович Device determining coordinates of source of magnetic field from mobile object
CN1481754A (en) * 2002-12-29 2004-03-17 侯文生 System and position tracing method for dynamic positioning and tracing internal miniature apparatus
RU2354822C2 (en) * 2004-08-06 2009-05-10 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Combined magnetic device for distance measurement
RU2290657C1 (en) * 2005-08-09 2006-12-27 Закрытое акционерное общество "МЕРА" Mode of definition of position and orientation of the three-component sensor of a magnetometer relatively to measure of a magnetic moment
RU2315338C2 (en) * 2005-12-15 2008-01-20 Эвутек Ко., Лтд. System for detecting position of an underground object with usage of magnetic marker
MX2007002599A (en) * 2006-03-03 2008-11-14 Johnson & Johnson Resolution of magnetic dipole ambiguity in position tracking measurements.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521134C2 (en) * 2012-09-06 2014-06-27 Закрытое акционерное общество "МЕРА" Method of locating source of magnetic field of dipole model
RU2668317C1 (en) * 2017-05-02 2018-09-28 Тимур Марсович Алеев Detector of ferromagnetic objects

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010136908A (en) 2012-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200326389A1 (en) Method for Making a Magnetic Gradiometer with High Detection Accuracy and Success Rate
US6476610B1 (en) Magnetic anomaly sensing system and methods for maneuverable sensing platforms
US6541966B1 (en) Precision metal locating apparatus
Clark Corrigendum to: New methods for interpretation of magnetic vector and gradient tensor data I: eigenvector analysis and the normalised source strength
US7603251B1 (en) Magnetic anomaly sensing system for detection, localization and classification of a magnetic object in a cluttered field of magnetic anomalies
US7932718B1 (en) System and method using magnetic anomaly field magnitudes for detection, localization, classification and tracking of magnetic objects
US7414404B2 (en) Metal detection apparatus
CN110308490B (en) Rotary motion magnetic abnormal target detection device and method based on magnetic sensor array
US8229688B2 (en) Method and apparatus for detection using magnetic gradient tensor
Mcfee et al. Locating and identifying compact ferrous objects
Lee et al. Magnetic tensor sensor for gradient-based localization of ferrous object in geomagnetic field
CN110333536A (en) A kind of linear location algorithm of ranging
CN109725361B (en) Magnetic target positioning method based on invariant of magnetic gradient tensor
Yin et al. Magnetic dipole localization and magnetic moment estimation method based on normalized source strength
Yin et al. A closed-form formula for magnetic dipole localization by measurement of its magnetic field vector and magnetic gradient tensor
Schneider et al. Inversion of geo-magnetic full-tensor gradiometer data
Xu et al. Magnetic target linear location method using two-point gradient full tensor
Wiegert et al. Generalized magnetic gradient contraction based method for detection, localization and discrimination of underwater mines and unexploded ordnance
CN109633540B (en) Real-time positioning system and real-time positioning method of magnetic source
RU2456642C2 (en) Method of localising magnetic dipole
CN109633539B (en) Static positioning device and static positioning method for magnetic source
Pang et al. Integrated calibration of strap-down geomagnetic vector measurement system
CN115728829A (en) Magnetic target positioning method based on magnetic gradient full tensor
Georgievich et al. Multielement triaxial fluxgate gradiometer with variable base
Clark New methods for interpretation of magnetic gradient tensor data

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180826