磁异常检测平台磁干扰补偿方法研究及硬件实现

发布时间：2020-04-10 13:48

【摘要】：在航空磁异常目标探测时,由于飞机自身所具有的磁性材质在地球磁场的作用下会对尾部光泵磁力仪产生一定的磁干扰,这将严重影响磁异常目标的探测。为了实现高精度探测要求,有必要采取相关措施抵消飞机对磁力仪的干扰。论文着重研究了地面实测数据中磁干扰的抑制问题,采用测地磁补干扰、软补偿的方法进行处理。首先,通过分析飞机在飞行过程中产生的各种干扰类型和特性,建立合适的数学模型。选取以飞机为质心的坐标系做为参考,进一步分析模型中存在的不足,并选取合适方法进行弥补,根据获取的实测数据求解出模型中的干扰系数。在接下来的探测过程中可以利用求解的干扰系数补偿掉飞机的干扰磁场,从而获得较为精确的背景磁场。磁补偿技术的前提是去除飞机机动干扰以外的噪声。论文对磁力仪测量的磁场数据进行了研究,设计出合适的滤波器对其滤波,再利用岭估计以及循环迭代技术求解干扰系数。此方法具有很好的实用性。论文工作中又借助AARC510磁补偿仪开展了外场半实物仿真实验,验证了补偿算法的准确性以及稳定性。实验结果表明:在较为干净的磁场环境下,补偿后四个飞行方向的平均标准差均能达到30pT以下的水平,该算法有效地提高了补偿精度。论文以FPGA技术为核心,采用高精度恒温晶体振荡器、时间间隔测量芯片以及A/D转换芯片等设计了一个磁补偿采集电路。依靠Labview软件搭建一个具有数据显示、处理以及存储等功能的实时动态补偿系统界面。在实验室环境下对系统的采集精度进行了粗略测试,结果表明:频率测量和模拟电压测量均能满足实验要求,可用于外场半实物仿真实验。通过研究飞机磁干扰的类型及其相关特性,论文阐述了磁补偿的基本原理,提出了具有一定实用性的补偿算法,开展了大量外场半实物仿真试验。同时设计了磁补偿采集系统,为下一步开展实际的真实飞行试验做了充足的准备工作,具有一定的指导意义。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P318.63

【参考文献】