[发明专利]航磁干扰补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航磁干扰补偿方法。

背景技术

航磁补偿技术是在航磁探测过程中消除航空运动平台自身磁干扰的一种技术。通过分 析航空运动平台自身磁干扰的类型和性质，建立航磁干扰数学模型，然后在校准飞行过程 中按照规定的方法测得磁总场及其三分量数据，进而解算出航磁干扰数学模型的补偿系数。 在补偿飞行即进行实际航磁探测时，利用求解出的补偿系数及飞机姿态数据估计航空运动 平台产生的磁干扰并将其从磁总场中去除，从而得到不含航空运动平台磁干扰的磁场数据。 目前，主流的航磁干扰补偿系数计算方法多是基于T-L模型，该模型将航空运动平台磁干 扰分为恒定场、感应场和涡流场三种类型，其中恒定场系数有3项，感应场系数和涡流场 系数各9项。感应场和涡流场分别与地磁场大小及其变化率有关。然而，由于在计算补偿 系数时不能确知地磁场大小，因此利用一般的航磁补偿系数计算方法得到的感应场和涡流 场系数中均包含校准阶段的地磁场信息。事实上，利用同属于未知量的地磁场来求解补偿 系数，这本身是略显矛盾的，因此主要问题集中在如何将地磁场与干扰场分离。而现有的 求解方法普遍效果不甚理想。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有航磁干扰补偿方法没有给出在计算航磁干扰补偿系数时 地磁场的处理方法，导致估计出的航磁干扰补偿系数不准确的问题，而提出一种航磁干扰 补偿方法。

一种航磁干扰补偿方法，所述方法通过以下步骤实现：

步骤一、合并地磁场和飞机磁干扰模型中的感应场；

步骤二、建立总场列向量H与未知系数构成的行向量θ间的线性方程组；

步骤三、在估计航磁干扰补偿系数之前，对线性方程组的总场列向量以及方向余弦矩 阵进行带通滤波，得到仅包含飞机产生的磁干扰系数；

步骤四、对步骤三滤波后的线性方程组中未知航磁干扰补偿系数构成的行向量θ进行估计，得到系数

步骤五、在实际航磁测量时利用步骤四估计出的系数实时计算并去除飞机产生的磁干扰补偿H_E＝H_Total-Ht；其中，H_total表示总场磁力仪测量到的磁总场大小；Ht表示磁干扰。

本发明的有益效果为：

本发明涉及一种航磁干扰补偿的系数求解方法，与现有航磁干扰补偿的系数求解方法 技术相比，省略分离地磁场的过程，通过分析航空运动平台自身磁干扰的类型和性质，将 校准飞行中三分量磁力仪输出数据根据方向余弦计算公式计算方向余弦，并构造方向余弦 矩阵Λ；利用带通滤波器对方向余弦矩阵Λ的每一列进行带通滤波，再利用带通滤波器对 总场磁力仪输出数据H进行带通滤波；并根据公式Bpf(H)＝Bpf(Λ)θ^T求得补偿系数θ， 从而解决利用本属于未知量的地磁场求解补偿系数导致求解的航磁干扰补偿系数不准确的 问题，进而解算出航磁干扰数学模型的补偿系数，有效克服了补偿过程中因地磁场变化导 致的补偿系数失效的问题，将航空平台磁干扰补偿结果的精度提高至96％左右。利用求解 出的补偿系数及飞机姿态数据估计航空运动平台产生的磁干扰，进行实际航磁探测的补偿 飞行并将航空运动平台产生的磁干扰从磁总场中消除，从而得到不含航空运动平台磁干扰 的磁场数据。

本发明还可应用于航磁测量、地质勘探、物探等领域。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明涉及的机体坐标系示意图；图中，点O为坐标原点，安装有总场磁力仪 和三分量磁力仪。笛卡尔坐标系的三轴X,Y,Z分别沿着飞机横向轴、纵向轴和垂直轴，N 为地理北极的方向，He表示地磁场所在的方向，飞机三轴与地磁场的夹角分别为α,β,γ。

具体实施方式

具体实施方式一：

本实施方式的航磁干扰补偿方法，结合图1，所述方法通过以下步骤实现：

步骤一、合并地磁场和飞机磁干扰模型中的感应场；

步骤二、建立总场列向量H与未知系数构成的行向量θ间的线性方程组；

步骤三、在估计航磁干扰补偿系数之前，对线性方程组的总场列向量以及方向余弦矩 阵进行带通滤波，得到仅包含飞机产生的磁干扰系数；

步骤四、对步骤三滤波后的线性方程组中未知航磁干扰补偿系数构成的行向量θ进行估计，得到系数