[发明专利]一种多磁性运动目标体的定位方法及其装置

摘要

本发明公开了一种多磁性运动目标体的定位方法及其装置，包括如下步骤：S1：获取每个磁力观测基站上的磁力矢量以及磁力梯度张量；S2：利用每个磁力观测基站的磁力梯度张量并采用最小二乘算法得到每个磁力观测基站的非线性方程，并将所有磁力观测基站的非线性方程进行组合得到非线性方程组；S3：利用每个磁力观测基站的磁力矢量、磁力梯度张量并采用单站单目标定位算法获取n个磁性运动目标体的初始位置，以及基于n个磁性运动目标体的初始位置采用列文伯格‑马夸尔特法计算非线性方程组得到n个磁性运动目标体的质心坐标位置以及磁矩。通过所述方法可以确定多个磁性运动目标体的位置和磁矩，实现多个磁性运动目标体的定位。

主权项

1.一种多磁性运动目标体的定位方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：获取每个磁力观测基站上的磁力矢量以及磁力梯度张量；其中，在待定位的n个磁性运动目标体周围布设q个磁力观测基站，q≥n；所述磁力矢量以及磁力梯度张量如下所示：式中，Bⁱ、Gⁱ分别为第i个磁力观测基站的磁力矢量、磁力梯度张量，分别为磁力矢量Bⁱ在空间直角坐标系xyz中的x、y、z方向上的分量，分别为磁力分量在x、y、z方向上梯度；S2：将每个磁力观测基站的磁力梯度张量采用最小二乘算法得到每个磁力观测基站的非线性方程，并将所有磁力观测基站的非线性方程进行组合得到非线性方程组；Φ(p)＝[W_d(d_obs‑GG(p))]^T[W_d(d_obs‑GG(p))]其中：GG(p)＝[GG¹(p)...,GGⁱ(p),...GG^q(p)]^T式中，Φ(p)表示非线性方程组，p为待求参数向量，p^j为待求参数向量p中第j个磁性运动目标体的对应的参数，x^j,y^j,z^j为第j个磁性运动目标体在x、y、z方向上的质心坐标；分别为第j个磁性运动目标体在x、y、z方向上的磁矩；W_d为权重矩阵，d_obs为观测数据向量，为观测数据向量d_obs中第i个磁力观测基站对应的观测数据，GG(p)为正演响应向量，GGⁱ(p)为正演响应向量GG(p)中第i个磁力观测基站对应的正演响应向量，为第i个磁力观测基站上磁性运动目标体在xx、xy、xz、yy、yz方向上产生的磁力梯度，T为转置矩阵符号；第i个磁力观测基站上磁性运动目标体在gh方向产生的磁力梯度的计算公式如下：其中：式中，为第i个磁力观测基站上磁异常体在gh方向上产生的磁力梯度，R^ij表示表示第j个磁性运动目标体与第i个磁力观测基站之间的坐标差向量，R^ij表示第j个磁性运动目标体与第i个磁力观测基站之间的距离，且等于坐标差向量R^ij的模，Δx^ij、Δy^ij、Δz^ij分别表示第j个磁性运动目标体与第i个磁力观测基站在x、y、z方向上的坐标差，aⁱ、bⁱ、cⁱ分别表示第i个磁力观测基站在x、y、z方向上的坐标，M^j为第j个磁性运动目标体的磁矩向量，μ₀为真空磁导率；S3：利用每个磁力观测基站的磁力矢量、磁力梯度张量并采用单站单目标定位算法获取所述n个磁性运动目标体的初始位置，以及基于所述n个磁性运动目标体的初始位置采用列文伯格‑马夸尔特法计算所述非线性方程组得到所述n个磁性运动目标体的质心坐标位置以及磁矩；每个磁性运动目标体的初始位置包括磁性运动目标体在x、y、z方向上的初始坐标位置和初始磁矩。