[发明专利]降低环境磁场干扰对磁通法测量影响的方法

说明书

本发明公开了一种降低环境磁场干扰对磁通法测量影响的方法，通过标定磁通法磁矩测量设备的等效线圈面积，将环境磁场波动数据等效转换为磁通法感应线圈的磁通量数据，并在磁通法所测得磁通量数据中减掉磁场波动带来的磁通量，降低相应影响。本发明的方法可以有效的降低环境磁场波动对磁通法磁矩测量带来的误差影响，提高测量精度。

技术领域

本发明属于航天器磁试验中的磁性测量技术领域，具体来说，本发明涉及一种降低环境磁场波动对磁通法磁矩测量结果影响，提高磁通法测量精度的方法。

背景技术

磁矩测量技术研究是航天器磁试验技术研究中的重要组成部分。近年，为提高航天器的磁矩测量精度、缩短测量周期，北京卫星环境工程研究所研究了一种称为磁通法的新型航天器磁矩测试方法(参见CN 102540110 A)，参见图1，该方法以偏心偶极子模型为基础，通过测量航天器在五组磁通感应线圈中产生的磁通量来反演磁矩，这种磁通法共有A、B₁(即某一侧的第二个线圈，其作用为测量y方向磁矩)、B2(即某一侧开始的第三个线圈，其作用为测量z方向磁矩)、C1、C₂共5个线圈，磁通法磁矩测量设备包括纵长的导轨，分别竖立地套设在导轨中间使导轨从其穿过的感应线圈B₁和感应线圈B₂,导轨上设置用于承载航天器的转台，转台从导轨一侧从另一侧滑动并穿过两组感应线圈，感应线圈的直径要大于航天器的外部尺寸，从而测得航天器的八个磁矩分量，包括三个偶极磁矩分量和五个四极磁矩分量，并以此计算出航天器的磁心坐标。磁通法磁矩测量技术具有测量精度高、测量速度快、测量方式简便等优点。然而，由于磁通法磁矩测量设备在实际使用中，感应线圈B₁和感应线圈B₂会受到环境磁场波动带来的干扰，使得相应的测量结果值误差增大，而线圈A、C₁、C₂这三个基本不受环境干扰影响。

为此，降低环境磁场波动对航天器磁试验中磁通法测量的影响，提高测量结果的准确性是非常重要的工作，本发明的改进工作即针对中国专利CN 102540110 A技术方案上的再改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过计算磁通法磁矩测量设备中感应线圈B₁和感应线圈B₂的等效线圈面积，并以此将环境磁场波动干扰从磁通法测量数据中消除，进而降低环境磁场干扰对磁通法测量结果影响的方法。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

降低环境磁场干扰对磁通法测量影响的方法，利用磁通法磁矩测量设备中感应线圈B₁和B₂的等效线圈面积，将环境磁场波动数据等效转换为磁通法感应线圈的磁通量数据，并在磁通法所测得磁通量数据中减掉磁场波动带来的磁通量，降低环境磁场波动对磁通法测量的影响。

感应线圈B₁和B₂的等效线圈面积的获得是实现本专利目的的基础，下面对等效线圈面积的计算方法进行了说明。

其中，磁通法磁矩测量所使用的磁通感应线圈结构采用双向串联结构，该结构等效线圈面积不能直接测量，需要通过对同时测量的感应线圈周围磁场波动和磁通量进行计算的方法获得等效线圈面积。

其中，等效线圈面积的计算包括如下步骤(以感应线圈B₁的等效线圈面积计算为例)：

首先，在感应线圈附近放置一台三轴磁强计，磁强计置于线圈B₁和B₂所处两竖立平面的中心平行面上，距离两个感应线圈中轴线的距离需要大于3倍线圈直径，磁强计测量坐标与磁通法磁矩测量设备坐标平行，对于感应线圈B₁,测量y方向磁场(对于感应线圈B₂,测量z方向磁场)；