未知姿态目标航磁异常探测的最优飞行方向分析

• Published in: 系统工程与电子技术 Vol. 46; no. 1; pp. 42 - 50
• Main Authors: 石昱, 卞雷祥, 庄志洪, 付梦印, 王春娥, 秦杰
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 南京理工大学机械工程学院,江苏南京 210094%南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094%南京理工大学 自动化学院,江苏南京 210094%北京 自动化控制设备研究所,北京 100074 2024
• Subjects: 磁矩计算模型; 磁异常探测; 最优飞行路径; signal strength; 信号强度; magnetic anomaly detection; computation model of the magnetic moment; optimal flight path
• ISSN: 1001-506X
• DOI: 10.12305/j.issn.1001-506X.2024.01.05

O411.3; 小型航空磁异常探测平台的飞行路径优化是提高磁异常信号强度的关键途径之一.然而,铁磁性目标在地磁场中磁化产生的磁矩大小和方向随其姿态变化,导致目标磁场的空间分布与不可知的目标姿态相关.针对以上问题,建立了典型目标磁矩精确计算模型,计算结果表明:目标在不同姿态(方位0°～360°和俯仰-90°～90°)下被地磁磁化产生的磁矩模值变化范围为3.55× 105～2.42×106 A·m2.当目标长轴与地磁场方向一致时取最大值,当目标长轴与地磁场方向垂直时取最小值,计算结果与多物理场软件仿真结果的差异仅有0.003％～0.04％.模拟航磁探测过程的建模分析表明:当 目标处于任意姿态时,目标磁矩在飞行平面内磁异常信号变化最大的路径与地磁场投影的夹角γxy变化范围为0°～50.045 7°;在目标姿态和磁矩信息未知的情况下,沿地磁场在飞行平面内的投影方向飞行是最优的选择,此时,能获取的磁异常变化量约为飞行平面内最大变化量的78％～100％.