[发明专利]基于磁梯度张量不变量的一种磁性目标定位方法

说明书

本发明属于磁探测技术领域，涉及一种新型磁性目标定位算法。该算法利用磁梯度张量不变量推导得出，可以在地磁环境中唯一的求解磁性目标的位置，而且具有不受姿态变化而改变的的特性。首先，在磁性目标磁场中求解3个已知位置点的梯度张量。然后，分别求解出这3个点梯度张量矩阵绝对值最小的特征值对应的特征向量。最后，利用测量点与磁性目标之间的位置矢量与绝对值最小的特征值对应的特征向量垂直关系，分别在这3个测量点构建等式。利用向量运算，这3个点与磁性目标的位置矢量都可以表示为原点与磁性目标的位置向量。通过求解得出磁性目标的位置。本发明只需测量3个位置的磁梯度张量，求解过程简单，求解速度快，且便于实施。

技术领域

本发明属于磁探测技术领域，涉及一种新型磁性目标定位算法。该算法利用磁梯度张量不变量推导得出，可以在地磁环境中唯一的求解磁性目标的位置，而且具有不受姿态变化而改变的的特性。

背景技术

由于地磁场的存在，使含有铁磁材料的物体被磁化，从而呈现出磁性特征，产生磁场，这样的磁场叠加在地磁场之上就会引起地磁场畸变，这种现象称为磁异常现象。磁探测技术就是利用这种现象，通过观测和分析异常磁场，进而对磁性目标进行定位和辨识。磁探测技术由于具有轻便易行、效率高、成本低、隐蔽性能好、抗干扰强等优点，具有极高的军事意义和民用价值。

磁探测技术，主要经历了从磁场总量测量、磁场分量与梯度测量、磁梯度张量测量的阶段。磁梯度张量测量相比于传统的磁场测量有压倒性的优势。磁梯度张量定位方法最大的优点就是可以有效的克服地磁场的干扰，提高磁性目标的定位精度。磁梯度张量定位方法可实现对目标的精确定位，但对搭载平台的运动要求较高，平台的机动会对定位结果带来很大的干扰。

磁梯度张量不变量，是磁梯度张量进行一定的运算得到一些不随坐标系变化而变化的标量，常见的不变量有磁梯度张量的迹、特征值、Frobenius范数等，因为磁梯度张量不变量具有不随坐标系的变化而改变的性质，因此非常适合于移动平台对目标的定位，现已经成为国内外的研究热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种适用于移动平台的定位方法。所提方法利用测量点与磁性目标形成的位置矢量与磁梯度张量矩阵绝对值最小的特征值对应的特征向量的垂直关系，对磁性目标位置进行求解。由于这个垂直关系由梯度张量不变量推导得出，因此所提定位方法具备不随坐标系变化的性质，适用于移动平台。