[发明专利]磁场传感器网络的噪声抑制方法

摘要

本发明提供了一种磁场传感器网络的噪声抑制方法。该噪声抑制方法中，利用磁场传感器阵列，通过干扰源和信号源在传感器网络节点产生信号的特点，利用球谐函数将传感器网络节点测的磁场信号分解成多个调和函数的叠加，形成具有线性独立的矢量信号基，利用该信号基分解测量的磁场信号，分离出信号源和噪声源对应的信号幅度，舍弃噪声源对应的信号幅度，以抑制磁场噪声源产生的噪声。

主权项

1.一种磁场传感器网络的噪声抑制方法，其特征在于，包括：步骤A：在球坐标系下，提供K个排列规则的矢量磁场传感器组成的球面的磁场传感器网络，每一矢量磁场传感器作为一网络节点，将磁源A包围在磁场传感器网络凹面内，噪声源B位于凸面区域外，K﹥20；步骤B：磁场传感器网络中的各个矢量磁场传感器同步采集磁源A和噪声源B辐射的磁场信号；步骤C：对于第k个矢量磁场传感器在第m个采样时刻测量的原始磁场信号进行预处理，得到磁场信号其中，k＝1～K；步骤D：将K个矢量磁场传感器测量在第m个采样时刻测量的磁场信号组成列向量其中，步骤E1：对于第k个矢量磁场传感器，根据其在球坐标系下的坐标位置，获取磁源A在该磁场传感器位置处所产生的三方向‑r方向、θ方向、方向磁场对应的基函数及对应的系数‑α^k,r、α^k,θ、其中，k＝1～K；步骤E2：将K个矢量磁场传感器在第j个方向的磁源A对应的基函数和对应的系数组成矩阵，表示为：αj＝[α^1,j；…；α^K,j],步骤F1：对于第k个矢量磁场传感器，根据其在球坐标系下的坐标位置，获取噪声源B在该磁场传感器位置处所产生的三方向‑r方向、θ方向、方向磁场对应的基函数和及对应的系数‑β^k,r、β^k,θ、步骤F2：将K个矢量磁场传感器第j个方向的噪声源B对应的基函数和对应的系数组成矩阵，表示为：β^j＝[β^1,j；…；β^K,j],步骤G：将三个方向‑r方向、θ方向、方向的基矩阵和分别合成矩阵作为磁场信号的基，其中，步骤H：对矩阵S_j分别作伪逆运算，得到其对应的伪逆矩阵其中，步骤I：将矩阵与其对应的伪逆矩阵相乘，获得矩阵其中，步骤J：将矩阵中与磁源A有关的列合成矩阵a^j，将矩阵中与噪声源B有关的列合成矩阵β^j，其中，步骤K：根据获得的磁场信号幅度，利用步骤E2中已知的和步骤F2中已知的重建磁源A和噪声源B在第k个磁场传感器处第m个采样时刻时产生的三方向磁场分量：和依次舍弃噪声源产生的三个方向的磁场从而得到抑制干扰噪声源B产生磁场后的信号，其中