双向双测点潜艇探测系统及其探测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双向双测点潜艇探测系统和探测方法，其中系统包括：位于第一探测点上的第一组磁场探头，其包括用于测量水平方向上两个相互垂直的地磁磁场的磁场分量的第一、二单向探头；位于第二探测点上的第二组磁场探头，其包括用于测量水平方向上两个相互垂直的地磁磁场的磁场分量第三、四单向探头；采集模块采集第一到四单向探头测量的第一到四磁场分量信号；控制模块接收采集模块发送的第一到四磁场分量信号，并对以上信号进行差动处理以得到第一、二组差动信号，并根据差动信号确定判断信号，以及根据该判断信号判断预设范围内是否有潜艇。该系统可以实现以较少探头获得较理想的探测区域轮廓和较大探测距离的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及潜艇探测
，尤其涉及一种。
技术介绍
目前在潜艇探测领域，除了占据重要地位的传统的声呐法，还有红外探测法、雷达回波探测法和激光探测法等。然而这些方法都有一定的局限性，例如，最常用的声呐法由于现代潜艇的降噪处理，使得该方法的探测效果在下降；而雷达回波探测法受气象条件影响较大，只有在良好的气象条件下效果才明显;激光探测法由于波束很窄而造成探测范围小，探测时间长，探测效率低。相比上述这些方法，磁异常信号探测法具有独特优势，具有良好的发展前景，该方法的原理是潜艇钢壳会被地磁场所磁化而产生附加磁场，因而使得该潜艇的周围地磁场出现异常变化，通过检测该异常磁场即可实现潜艇探测。可以看出，磁异常信号探测方法的优势是定位精度高、稳定性好，不受复杂海洋环境影响;而且磁异常信号探测是一种隐蔽性很好的技术，测量系统不易被反探测到。然而，基于磁异常信号的潜艇探测存在以下问题:容易受到地磁场自身变化的干扰或其它干扰的影响，这是因为一天之内地磁场的日变化会达如ΙΟΟρΤ，太阳活动的变化也会使得磁场有较大变化，而在距离潜艇一定范围内潜艇造成的地磁变化远小于该值，因此，难以判断是潜艇到来所引起的地磁场变化还是地磁场自身的变化，难以通过直接测量到的磁场变化来实现潜艇探测。因此如何剔出这种大面积范围内变化相同的地磁自身变化或太阳的影响，是目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种双向双测点潜艇探测系统。该系统消除地磁场干扰和解决探测盲区问题，以加大潜艇探测范围。本专利技术的第二个目的在于提出一种用于双向双测点潜艇探测系统的探测方法。为达上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种双向双测点潜艇探测系统，包括:位于第一探测点上的第一组磁场探头，所述第一组磁场探头包括第一单向探头和第二单向探头，所述第一单向探头和所述第二单向探头相互垂直，所述第一单向探头和所述第二单向探头用于测量水平方向上两个相互垂直的地磁磁场的磁场分量;位于第二探测点上的第二组磁场探头，所述第二组磁场探头包括第三单向探头和第四单向探头，所述第三单向探头和所述第四单向探头相互垂直，所述第三单向探头和所述第四单向探头用于测量水平方向上两个相互垂直的地磁磁场的磁场分量;分别与所述第一组磁场探头以及所述第二组磁场探头相连的采集模块，用于分别采集所述第一单向探头、第二单向探头、第三单向探头和第四单向探头测量的第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号；与所述采集模块相连的控制模块，所述控制模块用于接收所述采集模块发送的所述第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号，并按照方向分类对所述第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号进行差动处理，得到第一组差动信号和第二组差动信号，并根据所述第一组差动信号和第二组差动信号确定判断信号，以及根据所述判断信号判断预设范围内是否有潜艇。本专利技术实施例的双向双测点潜艇探测系统，在两个距离一定位置上分别放置可以测量两个方向的磁场探头，即测量水平方向上两个垂直的磁场分量，并将两组探头测得的四个磁场分量信号按方向作差动处理，以得到第一、二组差动信号，并根据该第一、二组差动信号确定判断信号，最后，根据该判断信号判断预设范围内是否有潜艇，即通过双测点磁场信号的差动处理可以消除地磁场自身变化的干扰，利用双向测量可以解决探测区域内的盲区和盲点问题，可以实现以较少探头获得较理想的探测区域轮廓和较大探测距离的目的。在本专利技术的一个实施例中，所述控制模块通过以下公式获得所述第一组差动信号和第二组差动信号:ΔΒχ=Β?χ-Β2χABy = Biy-B2y其中，ΔBx为所述第一组差动信号，Bix为x方向的第一磁场分量信号，B2x为所述x方向的第三磁场分量信号，A By为所述第二组差动信号，Bly为y方向的第二磁场分量信号，B2y为所述y方向的第四磁场分量信号。在本专利技术的一个实施例中，所述控制模块对所述第一组差动信号和第二组差动信号进行大小比较，并将所述第一组差动信号和第二组差动信号中的较大值作为所述判断信号。在本专利技术的一个实施例中，所述控制模块判断所述判断信号是否大于或等于预设阈值，并在所述判断信号大于或等于所述预设阈值时，判断所述预设范围内存在所述潜艇。在本专利技术的一个实施例中，所述采集模块还用于:周期性地分别采集所述第一单向探头、第二单向探头、第三单向探头和第四单向探头测量的第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号;所述控制模块还用于:将每个周期内采集到的所述第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号求和平均，得到所述每个周期的判断信号，并在根据所述每个周期的判断信号中的多个所述周期的判断信号连续判断存在所述潜艇时，确定所述预设范围内存在所述潜艇。为达上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种用于本专利技术第一方面实施例的双向双测点潜艇探测系统的探测方法，包括以下步骤:分别采集所述第一单向探头、第二单向探头、第三单向探头和第四单向探头测量的第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号；按照方向分类对所述第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号进行差动处理，得到第一组差动信号和第二组差动信号;根据所述第一组差动信号和第二组差动信号确定判断信号；以及根据所述判断信号判断预设范围内是否有潜艇。本专利技术实施例的用于双向双测点潜艇探测系统的探测方法，在两个距离一定位置上分别放置可以测量两个方向的磁场探头，即测量水平方向上两个垂直的磁场分量，并将两组探头测得的四个磁场分量信号按方向作差动处理，以得到第一、二组差动信号，并根据该第一、二组差动信号确定判断信号，最后，根据该判断信号判断预设范围内是否有潜艇，即通过双测点磁场信号的差动处理可以消除地磁场自身变化的干扰，利用双向测量可以解决探测区域内的盲区和盲点问题，可以实现以较少探头获得较理想的探测区域轮廓和较大探测距离的目的。在本专利技术的一个实施例中，通过以下公式获得所述第一组差动信号和第二组差动信号:ΔΒχ=Β?χ-Β2χABy = Biy-B2y其中，ΔBx为所述第一组差动信号，Bix为X方向的第一磁场分量信号，B2x为所述X方向的第三磁场分量信号，A By为所述第二组差动信号，Bly为y方向的第二磁场分量信号，B2y为所述y方向的第四磁场分量信号。在本专利技术的一个实施例中，所述根据第一组差动信号和第二组差动信号确定判断信号具体包括:对所述第一组差动信号和第二组差动信号进行大小比较，并将所述第一组差动信号和第二组差动信号中的较大值作为所述判断信号。在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述判断信号判断预设范围内是否有潜艇具体包括:判断所述判断信号是否大于或等于预设阈值;如果所述判断信号大于或等于所述预设阈值时，判断所述预设范围内存在所述潜艇。在本专利技术的一个实施例中，该探测方法还包括:周期性地分别采集所述第一单向探头、第二单向探头、第三单向探头和第四单向探头测量的第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号;将每个周期内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向双测点潜艇探测系统，其特征在于，包括：位于第一探测点上的第一组磁场探头，所述第一组磁场探头包括第一单向探头和第二单向探头，所述第一单向探头和所述第二单向探头相互垂直，所述第一单向探头和所述第二单向探头用于测量水平方向上两个相互垂直的地磁磁场的磁场分量；位于第二探测点上的第二组磁场探头，所述第二组磁场探头包括第三单向探头和第四单向探头，所述第三单向探头和所述第四单向探头相互垂直，所述第三单向探头和所述第四单向探头用于测量水平方向上两个相互垂直的地磁磁场的磁场分量；分别与所述第一组磁场探头以及所述第二组磁场探头相连的采集模块，用于分别采集所述第一单向探头、第二单向探头、第三单向探头和第四单向探头测量的第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号；与所述采集模块相连的控制模块，所述控制模块用于接收所述采集模块发送的所述第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号，并按照方向分类对所述第一磁场分量信号、第二磁场分量信号、第三磁场分量信号和第四磁场分量信号进行差动处理，得到第一组差动信号和第二组差动信号，并根据所述第一组差动信号和第二组差动信号确定判断信号，以及根据所述判断信号判断预设范围内是否有潜艇。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁建生，上官云祺，陈宇沁，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11