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针对单个三分量磁传感器的定位理论问题进行了研究，建立了单个三分量磁传感器的定位理论模型，并对系统可观测性进行了详细的理论分析。基于磁性目标的点源磁偶极子等效性，将定位过程中的目标视为匀速运动，推导得到了单个三分量磁传感器的定位理论模型。基于该定位模型，利用批量的观测数据对目标运动状态参数进行估计。对于系统可观测性问题，通过考察 Fisher 信息矩阵的奇异性，严格证明了单矢量磁传感器的定位系统的不可观测性。根据现实应用情景，推导了在部分先验条件已知下的可观测性，得到以下结论：1)单个三分量传感器定位模型是不可观测的；2)在部分先验已知的条件下，系统是可观测的。 最后，通过仿真试验验证了本文结论的正确性，为接下来采用单个三分量传感器对汽车、水面舰艇等一些低动态运动目标的跟踪提供了重要的理论依据。 相似文献
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热液硫化物现场调查所需的船舶动力定位系统给水下定位数据带来较大的噪声干扰,而调查的现场决策与后续研究均对水下定位数据提出更高的要求.针对现有的Posidonia 6000超短基线水下定位系统,快速有效地剔除受干扰的异常定位数据对热液硫化物调查研究具有积极的意义.本文从超短基线解算过程数据(x,y,z三维分量)入手,根据现场作业水深、滑轮偏角,建立异常定位数据的三维剔除模型;根据三维各自的时间系列分布图,采用合理的数据结构与算法,实现对异常定位数据的交互式剔除.本研究成果能快速有效地剔除异常定位数据,为热液硫化物调查的现场决策和各搭载传感器的后续资料研究提供更准确的水下定位数据. 相似文献
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水下磁性目标产生的磁场成为重要的水下目标非声探测信号源,因此对水下磁性目标的静磁场建模原理开展了研究。实现了均匀磁化的旋转椭球体模型和磁偶极子模型,并对 2 种模型在目标磁异常信号仿真上的适应性进行了分析。研究表明：相比于磁偶极子模型,旋转椭球体模型在传感器与目标距离较近时也能表现很好的适应性。由此,利用旋转椭球体模型,首先通过仿真计算构建了目标在不同运动速度状态下的近距离磁异常信号数据集,然后开展基于深度学习方法的水下磁性目标运动速度识别方法研究,最后识别效果在验证集和测试集上分别取得了 0.17 m/s 和 0.74 m/s 良好的误差精度,为后续目标的航向等状态识别奠定重要基础。 相似文献
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为了提升磁梯度数据相关成像法对不同深度的多磁性目标的成像效果,提出了一种自适应滤波方法。首先将待成像空间划分为三维规则网格,通过解析法计算位于不同网格的磁性体在观测平面的理论磁梯度,然后依据各磁性体的磁梯度数据频谱特征来决定观测数据的滤波阈值,最后将滤波后的观测数据用于相关成像。仿真模型实验表明：对于位置较浅磁性体,根据成像结果估计的磁性体中心位置与实际基本相符, 滤波处理最多减小了约 76%的误差,对于平均 1.7 m 深的多个磁性体,估计的中心位置最大误差 0.3 m,相比于无滤波处理的结果误差减小了 46%左右,信噪比不足时,对近似球体的模型仍然有较好的定位效果。说明自适应滤波在一定程度上能改善三维相关成像的分辨率,提升水下磁性目标定位的准确度。 相似文献
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水下移动重力测量能够连续实施近水底的重力勘测,如使用自主水下无人航行器(AUV)还能允许水面母船同时执行多个任务,进而降低水下重力测量相关的高昂成本和准入门槛。研究了水下移动重力测量的基本原理和方法,建立了水下移动重力测量模型和相应的误差模型,重点分析了捷联式重力仪的传感器、姿态、位置、速度等误差源。讨论了达到 1 mgal 测量精度的可行性以及对水下定位设备的性能要求。 经计算,在重力传感器与捷联式航空重力仪一致,水声定位系统定位精度达到测量斜距的 0.5%,水压深度计测深测量精度达到 5 cm,多普勒计程仪测速精度达到 0.1 m/s 的情况下,可以确保水下移动重力测量达到精度要求。 相似文献
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随着现代电子学和计算机技术的发展,弱磁信息的获取和分析已变得十分准确和便捷,从而推进了磁测方法在各学科研究领域中的广泛应用。Bartington弱磁测量仪器具有结构紧凑、轻巧便携、灵敏度高、稳定性好、适应性广的特点,已为世界各国的实验室、观测站、工程部门和军事机构选用,享有国际声誉。MSZ型磁化率测量系统配备多种不同类型的野外或实验室用传感器（照片1）,可快速精确的测量岩石、土壤、沉积物、尘埃和建筑材料等的磁化率,应用于古湖沼学、古海洋学、古地磁学、地质学、水文学和环境科学等领域。其用户包括牛津、东京等名牌… 相似文献
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以海底未爆弹作为待测目标物,对其建立了偶极子磁异常探测模型,应用正交基检测算法 （Orthogonal Basis Functions,OBFs）对获取的磁信号进行弱磁信号提取。结合 GPS 经纬度信息,提出处理海底磁异常数据的数据融合过程,然后创建地磁图来定位可疑的未爆弹（Unexploded Ordnance,UXO）。通过仿真对算法处理流程进行分析。首先,利用有限元模拟方法对未爆弹在地磁背景下所产生的磁异常进行建模,然后模拟实际当中的空间采样过程,得到观测区采样信号图。通过插值的方法进行磁场的重构,最后获取异常源的位置信息。在未爆弹实际探测中,原始磁异常信号信噪比为 14.34 dB。对原始磁异常数据进行滤波、正交基算法检测,信噪比为 20.04 dB,显著提高了 5.7 dB。最终利用地磁图确定可能存在的未爆弹的经纬度位置。结果显示目标探测准确率达到 100%,虚警率为 0。该研究验证了磁异常探测在浅海掩埋未爆弹探测和定位的准确性和可靠性。 相似文献
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程国胜 《数字海洋与水下攻防》2019,2(1):86-94
工程中矢量物理量的测量,例如水中目标的磁场、电场的测量,通常测量传感器的姿态角是任意或随机的,因此需要对传感器平台的姿态角进行测量,并由此将矢量物理量的测量数据修正到确定的参照坐标系。 分析了文献中通常使用的修正算法,即根据传感器平台姿态角测量值直接引用欧拉角旋转变换公式,分析表明这一算法存在原理性误差。 在此基础上,推导出了合理的变换计算式,可以直接应用在任意姿态下矢量物理量的测量数据修正计算,以及类似的坐标变换计算中。 相似文献
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海洋背景磁场模拟计算及东中国海表层磁场分布 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋中海水的运动会切割地球磁场,生成微弱的电场,进而在海洋内部和周围空间激发感生电磁场,即约为地球磁场一万至十万分之一的微弱海洋背景磁场.文中针对海洋背景磁场的生成机制及近几十年来对海洋背景磁场的理论研究,结合世界磁场模型WMM2005,模拟计算了三种典型的海洋运动--海浪、海流、内波所产生的感应磁场,建立了海洋背景磁场的数值计算模型,并在此基础上设计开发了海洋背景磁场的模拟计算软件.最后用卫星多传感器资料驱动普林斯顿海洋动力学模式,得到的东中国海2005年海洋表层环流数据,模拟计算了东中国海海表层磁场分布,对其磁场变化与分布规律作了简要分析. 相似文献