基于磁梯度张量和地磁矢量测量的运动式定位方法

摘要

本发明属于磁测量技术领域，具体涉及一种基于磁梯度张量和地磁矢量测量的运动式定位方法。包括以下步骤：(S1)设置磁传感器阵列和惯导系统；(S2)在无磁异常区域，获取磁传感器测量值，计算地理坐标系下的地磁矢量值；(S3)无磁运动装置移动在磁目标区域，获取磁传感器测量值和惯导系统输出的姿态角；(S4)计算阵列坐标系下的地磁场分量值；(S5)计算阵列坐标系下的磁梯度张量和磁异常分量；(S6)根据阵列坐标系下的磁梯度张量和磁异常分量，计算出在阵列坐标系下的磁目标位置。本发明可实现运动式实时定位，克服了静态定位中要求阵列不动的要求，通过姿态换算后，更能正确获取地磁场在磁传感器坐标系的投影。

主权项

一种基于磁梯度张量和地磁矢量的运动式定位方法，运用惯导系统和磁传感器进行磁目标定位，其特征在于，包括以下步骤：(S1)将磁传感器阵列和惯导系统安置在无磁运动装置上，并保持磁传感器阵列和惯导系统在同一个平面上，所述磁传感器阵列由N个磁传感器组成，N为整数，选取平面上一点为坐标中心，建立阵列坐标系,坐标轴表示为X轴、Y轴、Z轴；所述N个磁传感器至坐标中心的距离相等，且每个磁传感器的三轴方向均保持一致，并与阵列坐标系X轴、Y轴、Z轴对应平行；保持惯导系统坐标系与阵列坐标系三轴方向平行；(S2)在无磁异常区域，获取任一个磁传感器测量值，利用惯导系统输出的姿态角，计算地理坐标系下的地磁场矢量值；(S3)无磁运动装置移动在磁目标区域，获取磁传感器阵列中N个磁传感器测量值和惯导系统输出的姿态角；(S4)利用在无磁运动装置移动状态下的惯导系统输出的姿态角，将所述地理坐标系的地磁场矢量值转换到阵列坐标系下的地磁场分量值；(S5)根据N个磁传感器测量值，计算阵列坐标系下的磁梯度张量，并计算阵列坐标系下的磁异常分量与地磁场矢量值的叠加值，结合阵列坐标系下的地磁场矢量值，计算出阵列坐标系下的磁异常分量；(S6)根据阵列坐标系下的磁梯度张量和磁异常分量，计算出在阵列坐标系下的磁目标位置。