[发明专利]一种在地磁场中测量卫星的剩磁和感磁的装置及方法

摘要

本发明提出了用于地磁场中分离磁矩中的剩磁和感磁装置及方法，其特征在于，所述装置包含三轴磁强计，转台，卫星和用于产生人工磁场的线圈；所述的卫星布放于转台上；所述三轴磁强计三个轴位于磁的南北、东西和垂直方向，用于测量磁强计三个坐标轴方向上的磁场；所述的用于产生人工磁场的线圈放置需满足的条件为使三轴磁强计三个轴均有磁场投影，且线圈产生的磁场使卫星感磁材料的感应磁场在线性范围内。本发明的技术方案可以使地磁场中区分卫星磁矩的剩磁和感磁，并利用感磁系数将地磁场引起的感磁去掉，从而卫星测量到的是真实的磁场。

主权项

一种用于分离磁矩中的剩磁和感磁的方法，基于用于分离磁矩中的剩磁和感磁的装置实现，所述装置包含：三轴磁强计，转台，卫星和用于产生人工磁场的线圈；所述的卫星布放于转台上；所述三轴磁强计三个轴位于磁的南北、东西和垂直方向，用于测量磁强计三个坐标轴方向上的磁场；所述的用于产生人工磁场的线圈放置需满足的条件为：使三轴磁强计三个轴均有磁场投影，且线圈产生的磁场使卫星感磁材料的感应磁场在线性范围内；所述方法包含：步骤101)分别测量三轴磁强计的X轴、Y轴和Z轴的感磁系数α、β、γ；所述步骤101)包含：步骤101‑1)采用如下方法获得X轴的感磁系数：步骤101‑1‑1)将卫星放置于转台上，将三轴磁强计放置在卫星的赤道面上，距离卫星中心三个卫星半径以上，其X轴与地磁场的东西方向一致，旋转转台使X方向测量的磁场值最大，获得第一磁场值；步骤101‑1‑2)采用线圈产生人工磁场，使该线圈在X方向产生的磁场在5000nT以上，再测量此时的X方向的磁场值，获得第二磁场值；步骤101‑1‑3)将卫星移走，记录三轴磁强计测量的此时X方向的磁场值，且该磁场值为人工磁场；步骤101‑1‑4)计算第二磁场值与第一磁场值的差值，该差值为人工磁场和人工磁场的感磁的和；然后再基于人工磁场和人工磁场的感磁的和及步骤101‑1‑3)获得的人工磁场，进而得到人工磁场的感磁；计算人工磁场的感磁与人工磁场的比值，将该比值作为X轴的感磁系数α；步骤101‑2)采用如下方法获得Y轴的感磁系数：步骤101‑2‑1)将卫星放置于转台上，将三轴磁强计放置在卫星的赤道面上，距离卫星中心三个卫星半径以上，其Y轴与地磁场的东西方向一致，旋转转台使Y方向测量的磁场值最大，获得第三磁场值；步骤101‑2‑2)采用线圈产生人工磁场，使该线圈在Y方向产生的磁场在5000nT以上，再测量此时的Y方向的磁场值，获得第四磁场值；步骤101‑2‑3)将卫星移走，记录三轴磁强计测量的此时Y方向的磁场值，且该磁场值为人工磁场；步骤101‑2‑4)计算第四磁场值与第三磁场值的差值，该差值为人工磁场和人工磁场的感磁的和；然后，再基于人工磁场和人工磁场的感磁的和及步骤101‑2‑3)获得的人工磁场，进而得到人工磁场的感磁；计算人工磁场的感磁与人工磁场的比值，将该比值作为Y轴的感磁系数β；步骤101‑3)采用如下方法获得Z轴的感磁系数：步骤101‑3‑1)将卫星放置于转台上，将三轴磁强计放在地磁场的南北方向或东西方向上，在卫星的赤道面上，距离卫星中心三个卫星半径以上，三轴磁强计的Z轴与水平面垂直，测量此时的Z方向的磁场值，获得第五磁场值；步骤101‑3‑2)采用线圈产生人工磁场，使该线圈在Z方向产生的磁场在5000nT以上，再测量此时的Z方向的磁场值作为第六磁场值；步骤101‑3‑3)将卫星移走，记录三轴磁强计测量的Z方向测到的磁场值，为地磁场和人工磁场之和；步骤101‑3‑4)去掉人工磁场，获得地磁场；计算第六磁场值与第五磁场值的差值，获得人工磁场和人工磁场产生感磁的和；然后再基于人工磁场和人工磁场产生感磁的和及步骤101‑3‑3)和101‑3‑4)之差获得的人工磁场，进而得到人工磁场的感磁；计算人工磁场的感磁与人工磁场的比值，将该比值作为Z轴的感磁系数γ；步骤102)并根据得到的各个感磁系数将地磁场中测量到的磁矩的剩磁和感磁进行区分。