【摘 要】
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基于直升机平台的航空磁测系统具有负载能力强、工作效率高、测量范围广等优点,在地质勘探、磁目标探测和地磁导航等领域具有广阔的应用前景。在进行航磁测量时,会受到各种磁干扰的影响,主要包括载体中的固定磁场、感应磁场和涡流磁场产生的磁干扰,以及机载电气设备工作时形成的磁干扰。为提高地磁总场和地磁分量的航空测量精度,本文研究和设计了相应的补偿算法。针对地磁总场,以T-L模型为基础,设计了基于总量约束的标量航
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基于直升机平台的航空磁测系统具有负载能力强、工作效率高、测量范围广等优点,在地质勘探、磁目标探测和地磁导航等领域具有广阔的应用前景。在进行航磁测量时,会受到各种磁干扰的影响,主要包括载体中的固定磁场、感应磁场和涡流磁场产生的磁干扰,以及机载电气设备工作时形成的磁干扰。为提高地磁总场和地磁分量的航空测量精度,本文研究和设计了相应的补偿算法。针对地磁总场,以T-L模型为基础,设计了基于总量约束的标量航磁补偿算法。为了减小滤波频带选择的盲目性,研究了基于Weltch功率谱分析的航磁干扰频带确定方法,通过对参数求解矩阵中的列向量进行功率谱分析,有效估算了补偿系数求解所需的最佳滤波频带。针对地磁矢量,以T-L模型为基础,设计了基于分量约束的矢量航磁补偿算法。分析了涡流磁干扰对地磁矢量测量的影响,研究和建立了包含涡流磁干扰的矢量补偿模型。实测结果表明,考虑涡流磁干扰可以显著改善地磁矢量的补偿效果。机电设备工作时产生的交变磁干扰,难以在T-L模型中通过求补偿系数的方式加以补偿。本文研究了自适应相干噪声抑制算法,在近机身处和远机身处各安装一个磁通门传感器,分别作为参考传感器和目标传感器,通过建立两个传感器之间的干扰磁场传递函数来抑制相干噪声,进一步对地磁三分量进行了补偿。为验证以上三种算法的实际补偿效果,本文设计和建立了基于直升机平台的航磁测量系统,进行了外场验证试验。结果表明,补偿以后,机载光泵总场测量值的均方根误差由1.43n T降至0.3n T,机载磁通门三分量的均方根误差由486.89n T、342.97n T和674.31n T分别降至28.61n T、33.35n T和19.74n T,对地磁总量和分量均取得了良好的补偿效果。
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