[发明专利]一种水下动态高精度磁力测量方法及装置

摘要

本发明涉及一种水下动态高精度磁力测量方法及装置，所述方法包括以下步骤：步骤A：校准磁力仪自身三轴,使磁力仪三轴各轴之间保持正交，包括以下子步骤：步骤A1：求出除载体外的外界固定干扰磁力H_h的值，步骤A2：采用最小二乘法求出ξ，步骤A3求出对称矩阵A，步骤A4：求出K和H_e，步骤A5：计算出H_m；步骤B包括依次执行的以下步骤：步骤B1：将姿态仪X轴旋转与磁力仪的X轴重合，步骤B2：将姿态仪Y轴旋转与磁力仪的Y轴重合，步骤B3：将姿态仪Z轴旋转与磁力仪的Z轴重合。本发明使得磁力仪自身的磁轴正交且各磁轴与姿态仪对应的各轴保持一致，能在动态条件下获取高精度的磁力测量数据。

主权项

1.一种水下动态高精度磁力测量方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤A：校准磁力仪自身三轴,使磁力仪三轴各轴之间保持正交，包括以下子步骤：/n步骤A1：获取磁力仪的测量数据H_mi，求出除载体外的外界固定干扰磁力H_h的值，计算公式为①：/n /n式中，n为采样点个数，/n步骤A2：采用最小二乘法求出公式②的ξ，/n /n式中，ξ＝[a b c d e f 1]^T，a,b,c,d,e,f均为常数，F＝X′ξ,(x,y,z)表示(H_m-H_h)在0xyz坐标系下三轴分量的值，/n步骤A3：根据公式③求出对称矩阵A，/n /n步骤A4：根据方程组④，求出K和载体的固有磁场H_e，/n /n其中，U为正交矩阵，S_A为A的特征值组成的对角阵，M＝(E+K)^-1，E为3×3的单位矩阵，K为载体感应磁场系数，/n步骤A5：根据公式⑤计算出地磁场观测值H_m，/nH_m＝(K+E)^-1H_e+H_h------⑤/n由此得到三轴正交的H_m；/n经过所述步骤A处理后，执行步骤B，步骤B包括依次执行的以下子步骤：/n步骤B1：将姿态仪X轴旋转与磁力仪的X轴重合，获取姿态仪的X轴与磁力仪的X轴之间的倾斜角度ψ，根据公式⑥得到旋转后的三轴磁力分量，/n /n式中，(x₁,y₁,z₁)为X轴旋转后的磁力仪的三轴磁力分量，(x′,y′,z′)为未旋转前的磁力仪的三轴磁力分量；/n步骤B2：将姿态仪Y轴旋转与磁力仪的Y轴重合，获取姿态仪的Y轴与磁力仪的Y轴之间的倾斜角度τ，根据公式⑦得到旋转后的三轴磁力分量，/n /n式中，(x₂,y₂,z₂)为Y轴旋转后的磁力仪的三轴磁力分量；/n步骤B3：将姿态仪Z轴旋转与磁力仪的Z轴重合，获取姿态仪的Z轴与磁力仪的Z轴之间的倾斜角度ω，根据公式⑧得到旋转后的三轴磁力分量，/n /n式中，(x₃,y₃,z₃)为Z轴旋转后的磁力仪的三轴磁力分量。/n