舰船消磁系统S矩阵及其测量方法

建立了舰船消磁系统舰磁干扰量模拟法的S矩阵数学模型 ,该模型可以用来模拟产生任意地磁场作用下和舰船任意姿态时消磁系统电流变化关系 .提出了利用不同主航向上舰船消磁系统电流与横摇角、地磁场和感应干扰量的变化关系来测量和分析S矩阵元素的方法 ,为解决舰船消磁系统快速抗干扰和跨纬度区调整问题奠定了理论基础 .     

舰船任意姿态下消磁系统电流变化关系

推导出舰船消磁系统电流在任意航向上有纵倾和横摇时的变化关系；利用主磁航向上消磁系统电流与各干扰量以及地磁场的联系，提出了在磁东航向上利用舰船横摇时消磁系统电流变化关系对垂向感应干扰进行分离的方法，为在同一地点实现对舰船消磁系统跨纬度区抗干扰调整提供了可能．     

基于体单元与测点间磁场映射关系的舰艇感应磁场测量方法

针对数值计算方法精度难以保证、双航向及两地测量法难以实施、地磁模拟法测量精度与所模拟的地磁场均匀度高度相关等问题,提出了一种基于体单元与测点间磁场映射关系的舰艇感应磁场测量方法。该方法利用消磁站已有的地磁补偿线圈产生磁场来对船体进行磁化,且不需要线圈产生的磁场在舰艇所占区域内均匀,因而大大降低了在单一航向上准确测量舰艇感应磁场的难度。仿真分析和实验室实验的结果均表明:该方法测量精度高、测量步骤简单、易于工程实现。     

潜艇闭环消磁中外部空间的磁场推算

利用实时测量的内部磁场值准确推算出外部空间目标磁场值是潜艇实现闭环消磁要解决的关键技术之一。通过虚拟磁源法,得到了表征潜艇内外空间磁场变化量之间关系的表达式。对利用积分方程法模拟得到的潜艇模型内外空间磁场进行了仿真实验,实验结果表明:用内部数据推算得到的外部空间磁场与仿真数据几乎完全吻合。在实验室用潜艇模型进行了验证实验,推算数据与实测数据依然吻合,相对均方根误差最大为6.5%,该方法可用于潜艇闭环消磁中外部空间磁场推算。     

从探头阵列到标准测量点的磁场值转换

针对目前在消磁站对舰船进行磁场测量时,探头阵列所测磁场值不是舰船标准测量点的磁场值这一情况,讨论依据探头阵列(基准测量点)测量出来的磁场值,采用二次二维插值算法计算舰船标准测量点上的磁场值.实验结果表明,该方法计算精度高,具有较高的应用价值.     

三分量磁传感器非理想放置时磁场数据的分析方法

用欧拉角和矩阵变换方法导出了三分量磁传感器坐标系ｏ—ｘｙｚ与地磁坐标系Ｏ－ＸＹＺ有任意旋转关系时的磁场转换公式。用此公式分析了消磁系统中电子型消磁电流调整器的三分量磁传感器非理想放置时,对舰船消磁系统控制信号的影响,认为该影响在抗干扰调整过程中应引起足够的重视。     

一种海洋环境地磁场三分量的测量方法

提出了一种利用安装在舰船上的三分量磁传感器进行地磁场测量的方法.从理论上解决了在任意舰船姿态下,消除测量中舰船磁场干扰的问题.为测量船在海上测量地磁场的三分量奠定了理论基础.根据我国舰船普遍安装的导航设备的精度,进行了计算机仿真.从仿真结果看,其误差不超过50 nT,能够满足舰载消磁系统对三分量磁场的精度要求.     

舰船动态消磁方法初步研究

传统消磁方法存在舰船系留时间长、机动性和隐蔽性差等弊端,舰船动态消磁法是解决这些弊端的有效手段。其基本思想是:使舰船慢速通过由平铺在海底的组合式消磁线圈所产生的磁场空间,从而达到在运动中消磁的目的。模型实验证明,动态消磁法能够在很短的时间内使舰船磁场得到明显的改善。     

潜艇航向对直升机磁异探潜的影响

针对潜艇航向对直升机磁异探潜的影响,文中通过仿真进行了分析.首先利用潜艇磁场的磁感应强度模型以及直升机的磁异探测模型建立了潜艇磁场的磁异常模型,然后依据磁异探测能力指标曲线通过仿真对潜艇处于不同航向时磁探仪的磁异探测能力进行了评估.结果表明,未消磁的情况下,磁探仪探测宽度在南北航向分别取得极大值和极小值;良好消磁的情况下,磁探仪探测宽度在南北航向取得极大值,在东西航向取得极小值.     

基于舰船磁场模型的离线磁定位研究

目前,海上舰船磁场测量试验获得的数据一般为时间通过曲线,不能直接用于舰船磁场建模。为了解决上述问题,利用遗传算法良好的全局搜索能力,在目标舰船运动参数未知、磁探头存在姿态角的情况下,实现了一种基于单旋转椭球体磁场模型的离线磁定位算法.计算结果表明,该方法效果良好。     

基于逐步回归法的潜艇高空磁场仿真

应用目前磁场换算中较多使用的磁荷模拟法对潜艇高空磁场进行了仿真,为了尽量减少磁荷的位置及大小受人为经验的影响,且提高换算精度,采用逐步回归法对各模拟磁荷的磁矩进行筛选,最后对潜艇高空磁场进行了计算机仿真.仿真结果表明,该方法精度比较高,而且模型的稳定性好,对实际防空中磁探具有重要的意义.     

高速磁浮列车气隙磁场测量系统的研究

介绍了高速磁浮列车气隙磁场测量系统研制中的几项关键技术,提出了三维磁敏传感器的设计方法和基于霍尔元件的电压比磁场测量法,并设计了传感器的高精度运动控制系统。所研制的系统具有较高的测磁精度和定位精度,实现了高速磁浮列车气隙磁场的自动测量。     

磁性目标的高精度建模方法

以混合阵列模型为例 ,研究了磁性目标的高精度磁场建模方法 ,并设计测试实验 ,对用该方法建立的磁场模型的稳定可靠性进行了测试 .测试结果表明 ,用该方法建立的磁场模型不仅精度高而且稳定可靠     

MATLAB神经网络的舰船磁场强度估算

舰船磁场建模常采用的方法有谐波分析、磁体模拟和有限元等方法,但普遍存在通用性不强和计算复杂等缺点.为了方便快捷地对舰船磁场强度进行估算,通过梳理影响舰船磁场强度的主要因素,利用神经网络的方法建立估算模型,网络学习采用MATLAB环境下的改进BP算法,网络训练时间短,从仿真的结果来看,估算模型具有估算精度高、通用性强的特点,补充了舰船磁场建模方法.     

磁梯度张量的旋转计算方法

为了获得磁梯度张量数据,提出旋转计算磁梯度张量的方法。使倾斜放置的磁梯度计绕竖直轴线转动,利用测得的空间磁梯度数据计算得到磁梯度张量。以磁梯度张量的理论值作为参考,选取一组较优的转动角、倾角和基线长度等模型参数,分析磁力仪三轴指向误差对磁梯度张量计算结果的影响。数值仿真结果表明:该旋转合成方法能够有效获取磁张量信息,合成计算值与理论值之间的差别较小。     

积分方程法计算舰船感应磁场

积分方程法是取得舰船感应磁场的有效方法 ,且简便易行 .以某型舰船为算例 ,介绍了积分方程法在舰船感应磁场计算中的应用 ,给出了剖分方法 .算例结果与工程实际测量结果相吻合 ,可应用于工程实际 .     

基于混合优化算法的单分量磁性定位方法

为解决现有磁定位方法的定位精度较大程度上依赖于定位参数初始值估计精度的问题,提出了基于混合优化算法的单分量磁定位方法.首先利用舰船垂向磁场的衰减特性构造了相关系数函数,该函数与测量面上磁场的拟合误差函数共同组成了一种新的多目标规划函数,然后将微分进化算法与方向加速法相结合形成了混合优化算法,再利用该算法通过多目标规划函数确定最优的定位参数解.实验证明,对于未安装定位系统的半合作舰船,该定位方法利用磁传感器所测目标的垂向磁场,能较准确地确定舰船相对于磁传感器的位置,定位结果稳定可靠,定位精度较高.     

载体干扰磁场补偿方法

获得载体航行路径上各点地磁场的精确测量值是地磁匹配导航的前提,而载体上各种干扰磁场的存在会引起磁力仪输出的偏差,影响匹配的精度,因此必须对载体干扰磁场进行补偿。在分析载体干扰磁场特性的基础上,提出利用矢量测量值对地磁场总场值进行补偿的方法。该方法首先根据矢量磁力仪的测量模型得到关于载体磁场参数的非线性方程,然后采用非线性参数估计方法估计出精确的载体干扰磁场系数,最后再利用估计结果对测量值进行补偿。通过仿真对该方法的有效性进行研究,并设计了半实物实验对其实用性进行验证。结果表明采用本文提出的方法补偿后地磁场总场值的测量误差在20nT以内,而且该方法参数估计精度高,应用方便,可以有效地对导航载体干扰磁场进行补偿。