基于正交基分解算法的航空磁探方法-论文.pdf

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1、a叶技2014年第27卷第7期ElectronicSci．＆Tech．／Ja1．15．2014基于正交基分解算法的航空磁探方法杨勇，陈正想(中国船舶重工集团公司第710研究所磁学研究中心，湖北宜昌443003)摘要航空磁探中，将潜艇目标以磁偶极子模型代替。针对目标信号信噪比较低的情况，利用正交基分解检测算法，大幅提高了水中磁性目标信号的信噪比，有效地检测到磁性目标。采用双L型航空磁探方法，确定磁性目标的运动位置、航向和航速。仿真试验表明，该方法具有一定的工程应用价值。关键词磁异探测；航空；磁偶极子；信噪比；正交基分解算法中图分类号TM937文献标识码A文章编号1

2、007—7820(2014)07—036—04OrthogonalBasisDecompositionAlgorithmBasedonAeromagneticExplorationYANGYong，CHENZhengxiang(MagnetismCenter，ResearchInstitute710，ChinaShipbuildingIndustryCorporation，Yiehang443003，China)AbstractThesubmarinetargetisregardedasthemagneticdipoleonthemagneticanomalyd

3、etection(MAD)inaeromagneticsurvey．AnoahonormMizedfunctionsdecompositionalgorithmisproposedtoincreaseSNRpromi—nentlyindetectingtargetmagneticsignals．，rheposition．thevelocityandthecourseofthesubmarinetargetcanbeobtainedbythedoubleLdetectionmethod．Thesimulationdemonstratesthemethodhasgo

4、odeffects．KeywordsMAD；aeromagneticsurvey；magneticdipole；SNR；orthonormalizedfunctionsdecompositional—gorithm潜艇因具有良好的隐蔽性和强大的威胁性，受到极子模型、磁偶极子与旋转椭球体混合模型等。各国海军的重视。随着武器装备技术的发展，潜艇的典型试验结果表明，对于一般形状较规则的磁性作战能力不断增强，反潜任务也更加艰巨。针对各种物体，当空间>2．5倍物体长度时，将其视作磁偶极子反潜方法(声纳探潜、雷达探潜、磁异探潜、激光探潜)进行处理是较为准确的_3J。而航空磁

5、探仪一般要求对需求的不断提高。相对于其他探潜方法，航空磁异探中型潜艇的作用距离大于中型潜艇的长度。所以，在潜具有反应速度快、使用简单、可靠性高、隐蔽性好等航空磁探中，可将潜艇目标视作磁偶极子对待。特点，其在一些军事强国得到广泛应用⋯。将目标视作磁偶极子，如图1所示，设置目标磁矩航空磁异探测通常使用标量磁探仪，测量潜艇目为(，，)，位置坐标为原点，巡逻机在空中飞标磁场引起其周围地磁场变化的磁异信号而检测得到行的位置坐标为(，Y，z)。目标在空中巡逻机位置产目标。在实际探测过程中，由于环境磁噪声的存在，实生的磁场为测磁异信号的信噪比较低，难以直接从时域波形中检=×【

6、一】(1)测到目标信号，而应用正交基分解算法可大幅提高信噪比，从而检测到目标信号。本文设计一种双L型磁异探测方法，应用正交基分解算法检测目标信号，并推算出潜艇目标的航向、航速和位置，从而实现航空磁探的目的。1潜艇目标磁场等效模型1．1潜艇目标磁场的磁偶极子模型较常见的潜艇磁场模型有旋转椭球体模型、磁偶收稿日期：2014—03．28作者简介：杨勇(1985一)，男，硕士研究生。研究方向：信图1航空磁探坐标图号与信息处理。磁性目标探测与定位。E—mail：csic—yangyong@sina．con进一步分解轴、y轴、z轴方向的磁场形式为www．dianzikEji

7、．oral杨勇，等：基于正交基分解算法的航空磁探方法根据式(2)和式(6)，整理后可得到，磁性目标的3≥磁异常信号为Js：一4axR主bn(f)(7)其中1．2航空磁探仪测量的目标磁场如图2所示，目标在磁力仪处产生的磁场为曰，地磁场为，磁力仪测量得到总磁场为曰，经滤波除去其中恒定地磁场部分B，为曰与曰的夹角，则得到格【(Rm])]磁异信号为3332Z一S=BL—BE(3)r由图—12。．●．。●可．。．●．．。●。．得．●。．●．●．LJB1=IBI×[y1+=(1曰I+2l曰l×lBIcosT)／ll]寺(8)1●，●●，●●J(2(4)fm)商[+(lm)]

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