[发明专利]一种对铁磁目标远场磁矩矢量的测量方法

权利要求书

1.一种对铁磁目标远场磁矩矢量的测量方法，其特征是包括如下步骤：

步骤一：构建磁传感器阵列，获得地磁场测量值

磁传感器阵列由四个标量传感器构成正方形，四个标量传感器到阵列中心的距离都为D，D称为阵列孔径，目标沿着已知的路径运动，且目标的运动轨迹与阵列在同一水平面内，标量传感器i所在位置为(x_i,y_i,z_i)，i＝1,2,3,4，目标所在位置为(x,y,z)，则标量传感器i的测量值为：

其中，T₀为无目标时地磁场值，μ₀是真空磁导率，P_m是磁偶极子目标的磁矩矢量，P_m的大小为|P_m|，P_m的方向倾角和偏角分别为α,β，地磁场方向倾角和偏角分别为θ,

步骤二：消除变化磁场的影响

在磁传感器阵列中，位于(x_i,y_i,z_i)的标量传感器i在t时刻测量值T_i(t,x_i,y_i,z_i)，位于(x_j,y_j,z_j)的标量传感器j在t时刻测量值为T_j(t,x_j,y_j,z_j)；在t₀时刻标量传感器i和j的测量值分别为T_i(t₀,x_i,y_i,z_i),T_j(t₀,x_j,y_j,z_j)

令ΔT_ij＝T_i(t,x_i,y_i,z_i)-T_j(t,x_j,y_j,z_j)-[T_i(t₀,x_i,y_i,z_i)-T_j(t₀,x_j,y_j,z_j)] (2)

把式(1)代入式(2)得到ΔT_ij的理论值ΔT_ij|_Theory，ΔT_ij的实验值ΔT_ij|_Experiment根据(2)式由标量传感器i、j在t、t₀时刻测量值得出，ΔT_ij是磁传感器阵列测量值在时间和空间上的二重梯度，

ΔT_ij|_Theory＝ΔT_ij|_Experiment (3)；

步骤三：分离目标磁矩大小和方向

定义如下函数：

a|_Theory和b|_Theory表达式中已经消除了|P_m|，a|_Theory和b|_Theory仅是α,β的函数，而a|_Experiment和b|_Experiment作为实验测量值是已知量，先求解磁矩方向，再求解磁矩大小；

步骤四：目标磁矩方向的求解

已知目标的运动路径，路径上各个测量点坐标为(x_n,y_n,z_n)，其中n＝0,1,2，......m，令

L(α,β)表示所有n个测量点上a，b函数的理论和实测数据之间的绝对误差之和的倒数，L(α,β)数值越大，误差越小；寻找合适的α,β，使得L(α,β)达到最大值，确定α,β；L(α,β)就是确定磁矩方向的判据函数，由此求解出目标磁矩的方向；

步骤五：目标磁矩大小的求解

将已确定的α,β值代入到公式(2)，定义

Ls(|P_m|)表示所有测量点上各个传感器实测数据与理论值之间的绝对值误差之和的倒数，Ls(|P_m|)数值越大，误差越小，寻找合适的|P_m|，使得Ls(|P_m|)达到最大值，确定|P_m|，Ls(|P_m|)就是确定磁矩大小的判据函数。