[发明专利]一种采用地磁总场梯度阵列对磁性目标定位的方法

摘要

本发明属于地磁探测技术领域，具体涉及一种采用地磁总场梯度阵列对磁性目标定位的方法，包括以下步骤：构建由七个标量磁传感器组成的传感器阵列；根据所述传感器阵列，基于磁偶极子远场模型，建立地磁总场梯度与磁性目标位置坐标和磁矩矢量的关系；所述地磁总场梯度与磁性目标位置坐标和磁矩矢量的关系，采用矩阵变换，把求解参数消元缩减到三个；建立适应度函数，用粒子群算法计算上述适应度函数的最小值，求解目标位置。分辨率相对较高，可以对弱磁目标定位，定位距离远、范围大。通过专门的算法设计，可以快速求解定位方程测量时只要避开光泵磁力仪死区方向，无需实时测量和补偿每个传感器姿态，简便快速。

主权项

1.一种采用地磁总场梯度阵列对磁性目标定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)构建由七个标量磁传感器组成的传感器阵列；(2)根据所述传感器阵列，基于磁偶极子远场模型，建立地磁总场梯度与磁性目标位置坐标和磁矩矢量的关系；(3)根据所述地磁总场梯度与磁性目标位置坐标和磁矩矢量的关系，采用矩阵变换，把求解参数消元缩减到三个；在七个传感器中，选出三组传感器，每组由两个磁传感器i和j组成，i、j＝0，1，2......6；每组传感器测量值的差值ΔT_ij＝T_i‑T_j，且这三个差值线性无关；其中：U为地磁正常场B_E的方向向量；μ₀＝4π×10^‑7H/m为真空中的磁导率；M_x、M_y、M_z是目标磁矩矢量M的直角坐标分量；P_i计算公式为：其中：(x_A，y_A，z_A)为目标位置，(x_i，y_i，z_i)是传感器i位置；将磁矩分量用磁性目标的位置坐标表示：地磁总场测量值T_i的梯度G_i：Q_i＝a·f_i 11+b·f_i 21+c·f_i 31S_i＝a·f_i 12+b·f_i 22+c·f_i 32H_i＝a·f_i 13+b·f_i 23+c·f_i 33a＝cos(I₀)cos(D₀)，b＝cos(I₀)sin(D₀)，c＝sin(I₀)；其中：I₀为地磁倾角；D₀为地磁偏角；G_ix、G_iy、G_iz是G_i的直角坐标分量；原点O地磁总场梯度值G₀为：；(4)建立适应度函数，用粒子群算法计算上述适应度函数的最小值，求解目标位置。