【摘 要】
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分布式磁异常探测系统具有探测范围广、探测精度高等优势,常用于军事探潜、智能交通、海底监测等领域。但是,由于安装误差的存在,磁传感器阵列中不同传感器的位置和敏感轴方向存在不一致性,称为失配误差。理论证明,失配误差将影响磁阵列的探测有效性。本课题针对海洋应用环境,旨在研究一种简便、准确的方法,对大范围分布式磁传感器阵列进行失配误差补偿。根据应用场景需要,选择使用静态激励法进行磁阵列失配误差补偿。本文从
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分布式磁异常探测系统具有探测范围广、探测精度高等优势,常用于军事探潜、智能交通、海底监测等领域。但是,由于安装误差的存在,磁传感器阵列中不同传感器的位置和敏感轴方向存在不一致性,称为失配误差。理论证明,失配误差将影响磁阵列的探测有效性。本课题针对海洋应用环境,旨在研究一种简便、准确的方法,对大范围分布式磁传感器阵列进行失配误差补偿。根据应用场景需要,选择使用静态激励法进行磁阵列失配误差补偿。本文从磁偶极子模型出发,通过理论推导得到二维激励线圈电流与传感器输出磁场强度间的线性关系,将失配误差补偿问题转化为求解非线性方程问题。通过仿真实验对几种智能优化算法在有效性、稳定性、实时性等方面进行性能比较,最终选择粒子群算法作为求解非线性方程的智能优化算法,并结合先验信息,对算法的重要参数进行设置和优化。为进一步提高系统的信噪比,利用锁相滤波技术有效抑制了环境磁场干扰同时滤除低频噪声。通过仿真实验和现场试验,进一步验证了本方案的可行性和有效性。缩比模型下的陆地现场实测结果表明,在2.4m×2.4m的范围内,磁传感器位置计算的最大误差为0.105m,平均误差为0.065m,最大相对误差为3.6%,平均相对误差为2.8%;姿态计算的最大误差为0.03rad,平均误差为0.016rad。
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