System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 小型飞行平台的干扰磁场消除方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质制造方法及图纸_技高网
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小型飞行平台的干扰磁场消除方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质制造方法及图纸

技术编号:42647652 阅读:35 留言:0更新日期:2024-09-06 01:42
本发明专利技术公开了一种小型飞行平台的干扰磁场消除方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质,所述方法包括:获取飞行平台的实时测量信息;利用所述实时测量信息构建补偿总模型;从所述补偿总模型求取补偿参数后,根据所述补偿参数计算干扰磁场,并利用所述干扰磁场和实时测量的实时磁场进行磁场消除处理。本发明专利技术利用飞行平台内设姿态仪测量飞行平台的姿态信息、位置信息以及电流传感器测量的电流,构建补偿模型,该方案既可以减少飞行平台搭载设备,减轻飞行平台的重量、降低飞行平台的功耗和成本;同时结合姿态、位置及电流构建的补偿模型,可以大幅度减少小型平台磁干扰,提升平台磁干扰的补偿精度。

【技术实现步骤摘要】

所属的技术人员可以清楚地了解到,为方便的描述和简洁,上述描述的装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。进一步的,本申请实施例还提供了一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法。进一步的,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行程序,所述计算机可执行程序用于使计算机执行如上述实施例所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法。本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例还可提供包括计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、装置和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式,应当指出,对于本的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。


技术介绍

1、航空磁探测是利用搭载在飞行平台上的磁传感器测量空间磁场,通过检测由铁磁性目标磁场引起的空间磁场异常实现目标的发现。在航磁探测中,磁传感器会感知到平台上铁磁性物质以及周围环境产生的磁干扰,从而影响目标探测性能。

2、为了提升探测目标的性能,需要对干扰信号进行磁消除或者利用干扰信号进行磁补偿,以减少磁干扰的影响。目前常用的方法是:采用卫星导航系统获取位置信息、磁通门磁力仪获得方向余弦联合构建磁干扰补偿模型。有专利也通过惯导系统信息与磁通门联合提升方向预先计算的准确性。针对电流磁干扰补偿,常用的方法是在飞机上布设电流监测传感器进行电流监控补偿,该方案需要增加额外补偿装置;最新的补偿方法是利用磁通门磁力仪实时检测的磁干扰数据,采用模态分解方法在实时的磁场数据中提取电流磁干扰,然后构建补偿模型实现标量磁力仪端感知到的电流磁干扰的消除。

3、但目前针对小型平台磁探测探测精度提高面临如下技术问题:小型平台自身载荷量有限,可提供的能耗有限,因此需要尽量减少搭载设备以提升磁探测的可行性;但是小型平台又面临结构紧凑,磁干扰源距离测量传感器较近,必须进行全面补偿,才能获得高的探测效果。亟需轻量化高精度的补偿方案。


技术实现思路

1、本专利技术提出一种小型飞行平台的干扰磁场消除方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质,所述方法可以解决上述一个或多个技术问题。

2、本专利技术实施例的第一方面提供了一种小型飞行平台的干扰磁场消除方法,所述方法包括:

3、获取飞行平台的实时测量信息,所述实时测量信息包括:飞行姿态信息、飞行位置信息、电流及标量磁场信息;

4、利用所述实时测量信息构建补偿总模型,所述补偿总模型是能进行姿态补偿、地磁梯度补偿、电流磁干扰补偿的模型;

5、从所述补偿总模型求取补偿参数后,根据所述补偿参数计算干扰磁场,并利用所述干扰磁场和实时测量的实时磁场进行磁场消除处理。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述利用所述实时测量信息构建补偿总模型,包括:

7、利用所述飞行姿态信息构建姿态补偿模型、利用所述飞行位置信息构建地磁梯度补偿模型以及利用所述电流及标量磁场信息构建电流补偿模型;

8、组合所述姿态补偿模型、所述地磁梯度补偿模型和所述电流补偿模型得到补偿总模型。

9、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述姿态补偿模型,如下式所示:

10、

11、上式中,bpd是永久磁场,bid是感应磁场,bed是涡流磁场,be是地磁场,ui为飞行平台不发生偏转时方向余弦或者飞行平台发生偏转时方向余弦,i=1,2,3。

12、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述飞行平台不发生偏转时方向余弦是从所述飞行姿态信息获取飞行平台飞行所在地的矢量磁场的倾角和偏角后进行转换得到的;

13、所述飞行平台不发生偏转时方向余弦,如下式所示:

14、

15、上式中,θ为地磁场的倾角,φ为地磁场的偏角;

16、所述飞行平台发生偏转时方向余弦是从所述飞行姿态信息获取飞行平台的侧滚角、俯仰角和偏航角并构建旋转矩阵后得到;

17、所述飞行平台发生偏转时方向余弦,如下式所示:

18、

19、上式中,ψ为侧滚角,φ为俯仰角,ω为偏航角。

20、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述地磁梯度补偿模型,如下式所示:

21、

22、上式中,ai为待求系数,fi为飞行平台的位置,i=1,2,3。

23、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述电流补偿模型,如下式所示:

24、

25、上式中,i为电流的标量值,ui为地磁场与x、y和z轴的方向余弦,ki和li为待求系数,i=1,2,3。

26、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述根据所述补偿参数计算干扰磁场,包括:

27、计算所述补偿参数与预设的补偿系数的乘积得到干扰磁场,所述预设的补偿系数是对所述补偿总模型进行带通滤波以获得最大的信噪比后,通过递推最小二乘方法求解所述补偿总模型的方程组得到。

28、本专利技术实施例的第二方面提供了一种小型飞行平台的干扰磁场消除装置,所述装置包括:

29、获取模块,用于获取飞行平台的实时测量信息,所述实时测量信息包括:飞行姿态信息、飞行位置信息、电流及标量磁场信息;

30、构建模型模块,用于利用所述实时测量信息构建补偿总模型,所述补偿总模型是能进行姿态补偿、地磁梯度补偿、电流磁干扰补偿的模型;...

【技术保护点】

1.一种小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述利用所述实时测量信息构建补偿总模型,包括:

3.根据权利要求2所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述姿态补偿模型,如下式所示:

4.根据权利要求3所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述飞行平台不发生偏转时方向余弦是从所述飞行姿态信息获取飞行平台飞行所在地的矢量磁场的倾角和偏角后进行转换得到的;

5.根据权利要求2所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述地磁梯度补偿模型,如下式所示:

6.根据权利要求2所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述电流补偿模型,如下式所示:

7.根据权利要求1-6任意一项所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述根据所述补偿参数计算干扰磁场,包括:

8.一种小型飞行平台的干扰磁场消除装置,其特征在于,所述装置包括:

9.一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任意一项所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行程序,所述计算机可执行程序用于使计算机执行如权利要求1-7任意一项所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述利用所述实时测量信息构建补偿总模型,包括:

3.根据权利要求2所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述姿态补偿模型,如下式所示:

4.根据权利要求3所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述飞行平台不发生偏转时方向余弦是从所述飞行姿态信息获取飞行平台飞行所在地的矢量磁场的倾角和偏角后进行转换得到的;

5.根据权利要求2所述的小型飞行平台的干扰磁场消除方法,其特征在于,所述地磁梯度补偿模型,如下式所示:

6.根据权利要求2所述的小型飞行平台的干扰磁...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭翔郭弘都长平
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:

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