磁性目标定位误差分析及修正

磁性目标定位方法在很多领域都有重要的应用价值,如航空磁性探测,地下矿产检测等。当磁传感器与磁性目标的距离足够远时,磁性目标可以等效成磁偶极子,通过磁传感器测量磁场值和磁场梯度值,依据算法得出定位结果,并对定位误差进行了分析,主要是系统误差和随机误差的分析。通过对传感器间距(即基线距离)引起的误差进行分析,提出使用迭代校正方法对误差进行修正,对于磁矩强度为2 Am^2的磁偶极子,在70 cm范围内不同基线距离的梯度传感器通过迭代校正方法可以将误差由10%以上降低到5%以下;通过对磁性目标磁矩方向引起的误差进行分析,提出使用广义逆矩阵法来消除磁矩方向变化引起的盲区问题,由此可以实现无盲区的探测。

基于AUV晃动平台的水下磁性目标定位

针对传统磁梯度张量方法定位精度易受运动载体平台晃动影响的问题,本文提出了一种基于十字形磁梯度张量系统结构的磁梯度张量特征值不变量定位方法,该算法有效了克服载体平台晃动对定位精度带来的影响,并进一步分析了影响该算法定位性能的因素.相比于三阶张量定位算法与多点测量线性定位算法,本文算法的代价在于AUV(Autonomous Underwater Vehicle)载体平台必须要有一次上升或下潜动作.仿真实验结果表明:在无环境磁干扰和平台无晃动的理想情况下,本文算法的定位精度仅次于欧拉定位法,当存在环境磁干扰时,欧拉法定位性能迅速恶化;相比于三阶张量定位算法和多点测量线性定位算法,无论环境磁干扰有无以及晃动角度多大,本文定位算法的性能皆优于两者,即使当运动载体平台晃动角度增加到10°时,本文算法的最大定位误差也不超过15m.

一种基于神经网络的磁性目标定位方法

磁性目标定位问题可归结为一类非线性规划问题的求解 .该问题的最大特点就是其目标函数的计算过程极为繁琐 .而目标函数计算的快慢对磁定位的实时性有很大影响 .在详细研究了目标函数之后 ,给出了目标函数的一种神经网络结构实现 .由于该网络结构易于并行计算和VLSI实现 ,从而可使磁定位的实时性得到改善 .

基于正六面体测量阵列的磁性目标定位方法

针对基于磁梯度张量的磁性目标单点定位方法受地磁场的估计误差影响较大的问题,提出了一种基于正六面体测量阵列的磁性目标定位方法,该方法利用正六面体测量阵列上、下两个平面的磁梯度张量测量信息,建立关于目标位置的方程组,利用地磁场梯度较小的特性,通过对磁场矢量项做差来消除地磁场的干扰,然后利用磁场矢量的差值和磁梯度张量信息求解得到目标的位置坐标。仿真实验结果表明,该方法可以克服现有方法中受地磁场的估计误差影响较大的问题,提高目标的定位精度。

基于双十字形阵列磁性目标定位算法

针对目前传统的欧拉定位法易受地磁背景场的干扰,而多点磁梯度张量定位方法解算复杂的问题,提出一种磁性目标定位方法,然后通过对定位算法进行分析,对算法进行优化以及自校正,最后设计了双十字形阵列。仿真分析欧拉定位法与所提方法、传感器精度以及基线距离对定位精度的影响,并进行实验验证。实验结果表明,所提算法将定位误差由16.9433 m降低至1.7457 m,可有效降低地磁场对定位精度的影响,定位精度较高。

一种混合算法下单个磁通门定位运动磁性目标研究

运动磁性目标定位可归结为一类非线性规划问题的求解.针对其目标函数计算过程极为烦琐,不利于磁性目标实时定位的特点,提出了一种混合算法:首先利用粒子群优化算法获得初略解,再利用高斯-牛顿算法进行精确求解,在不知道目标初始位置的情况下,利用单个磁通门磁传感器采集的磁场数据准确快速地实现了目标的定位.理论仿真和汽车实验,验证了算法的合理性和可行性,为工程中磁性目标的检测与定位提供了新思路.

基于静止标量磁强计的运动舰船定位问题的研究

建立了静止标量磁强计对运动舰船定位的模型,并给出了用遗传算法求全局较优解、然后用单纯形法进行精确局部搜索的求解参数的方法.仿真实验表明这种方法有效、可行.