提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及消磁【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法，包括優(yōu)化設(shè)計模擬線圈、采用優(yōu)化的模擬線圈通電方案和合理的潛艇磁場測量方法，可有效提高潛艇感應(yīng)磁場的單方向測量精度。本發(fā)明的優(yōu)點是，本發(fā)明中所提出的提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法，可有效減小模擬線圈均勻度、通電環(huán)節(jié)和潛艇磁場測量環(huán)節(jié)帶來的感應(yīng)磁場測量誤差，實現(xiàn)潛艇感應(yīng)磁場的單方向高精度測量；所歸納總結(jié)的潛艇感應(yīng)磁場單方向測量工藝流程，可有效指導(dǎo)實際潛艇感應(yīng)磁場的單方向高精度測量。
【專利說明】提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及消磁【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]潛艇感應(yīng)磁場是潛艇磁場的重要組成，是潛艇固定磁場處理及消磁繞組調(diào)整的重要參數(shù)。潛艇感應(yīng)磁場與潛艇所處的地理位置和航向有關(guān)，其測量一般是通過改變潛艇航向和改變地理位置的方法進行。目前，在潛艇消磁時，縱向感應(yīng)磁場和橫向感應(yīng)磁場是根據(jù)兩個相反航向上潛艇磁場的測量數(shù)值經(jīng)計算后獲得的。由于潛艇體積龐大，體形特殊，而洞庫消磁站的入口和航道狹窄，使得潛艇進出洞站和調(diào)換航向的過程非常費力、費時，并且經(jīng)過調(diào)換航向后，由于潛艇停泊位置很容易發(fā)生變化，相應(yīng)的磁場測量位置坐標(biāo)難以保證固定不變，因此會造成一定的測量誤差。潛艇的垂向感應(yīng)磁場理論上可以通過兩地測量法來獲得，但實際上，由于無法保證潛艇在長距離航行于兩個緯度期間的磁性狀態(tài)保持不變，故在實踐和精度上都是不可行的，目前一般用“感固比法”進行近似估算，準確度很差。
[0003]感應(yīng)磁場的測量除了上述傳統(tǒng)的兩航向測量和兩地測量外，還可以通過模擬地磁場的變化在單方向上進行測量，這樣就可以避免調(diào)轉(zhuǎn)航向和改變位置所造成的人力、物力的浪費，單方向測量感應(yīng)磁場的一般方法如專利CN103185871A (—種單方向測量船舶感應(yīng)磁場垂直分量的方法)中所述，但完全按照該專利中的方法測量潛艇感應(yīng)磁場會有如下問題:(I)模擬線圈的設(shè)計和敷設(shè)沒有依據(jù)；(2)模擬線圈通電時，2倍地磁場的方向?qū)y量精度的影響不明確；(3)潛艇磁場測量的先后順序會影響測量精度。上述3個方面都是影響潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的重要因素，只有運用正確的方法才能準確的測量感應(yīng)磁場，否則，雖然節(jié)省了人力、物力，但卻可能造成很大的測量誤差。因此，有必要從這3個方面研究提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法，其發(fā)明成果將對測量方法的實際應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法，該方法通過根據(jù)實際情況優(yōu)化設(shè)計地磁模擬線圈形狀及尺寸，通過實驗總結(jié)優(yōu)化出模擬線圈通電方案，提出合理的潛艇磁場測量方法，實現(xiàn)潛艇感應(yīng)磁場單方向的高精度測量。
[0005]本發(fā)明目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
一種提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法，其特征在于所述方法至少包括如下步
驟:
(I)根據(jù)潛艇的設(shè)計尺寸，沿所述潛艇縱向繞制縱向模擬線圈X，在所述縱向模擬線圈X的橫向兩側(cè)布置橫向模擬線圈Y，在所述縱向模擬線圈X的上、下方布置垂向模擬線圈Z，其中所述縱向模擬線圈X為螺線管線圈，所述橫向模擬線圈Y和垂向模擬線圈均為矩形線圈；
(2)在所述潛艇未進入各所述模擬線圈內(nèi)部前，通過測量系統(tǒng)分別測量所述縱向模擬線圈X、橫向模擬線圈Y和垂向模擬線圈Z在外部測量區(qū)域所產(chǎn)生磁場的垂直分量，分別記為 Zx0、Zy0、ZzQ ；
(3 )使?jié)撏нM入所述縱向模擬線圈X內(nèi)部，在所述縱向模擬線圈X通電前，設(shè)模擬線圈內(nèi)部地磁場縱向分量為Hdx1 ;之后在縱向模擬線圈X中通電，使得模擬線圈內(nèi)部相應(yīng)地磁場縱向分量變?yōu)镠dx2，測量得到所述潛艇和縱向模擬線圈X的總磁場為Zx2 ;其后將所述縱向模擬線圈X斷電，測量得到所述潛艇磁場為Zxl ;最后解算得到所述潛艇縱向感應(yīng)磁場Zix的測量結(jié)果為:
【權(quán)利要求】
1.一種提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法，其特征在于所述方法至少包括如下步驟: (1)根據(jù)潛艇的設(shè)計尺寸，沿所述潛艇縱向繞制縱向模擬線圈X，在所述縱向模擬線圈X的橫向兩側(cè)布置橫向模擬線圈Y，在所述縱向模擬線圈X的上、下方布置垂向模擬線圈Z，其中所述縱向模擬線圈X為螺線管線圈，所述橫向模擬線圈Y和垂向模擬線圈均為矩形線圈； (2)在所述潛艇未進入各所述模擬線圈內(nèi)部前，通過測量系統(tǒng)分別測量所述縱向模擬線圈X、橫向模擬線圈Y和垂向模擬線圈Z在外部測量區(qū)域所產(chǎn)生磁場的垂直分量，分別記為 Zx0、Zy0、ZzQ ； (3 )使?jié)撏нM入所述縱向模擬線圈X內(nèi)部，在所述縱向模擬線圈X通電前，設(shè)模擬線圈內(nèi)部地磁場縱向分量為Hdx1 ;之后在縱向模擬線圈X中通電，使得模擬線圈內(nèi)部相應(yīng)地磁場縱向分量變?yōu)镠dx2，測量得到所述潛艇和縱向模擬線圈X的總磁場為Zx2 ;其后將所述縱向模擬線圈X斷電，測量得到所述潛艇磁場為Zxl ;最后解算得到所述潛艇縱向感應(yīng)磁場Zix的測量結(jié)果為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法，其特征在于所述縱向模擬線圈X內(nèi)部通電產(chǎn)生磁場的方向與相應(yīng)地磁場的方向相反，且所述縱向模擬線圈X內(nèi)部所產(chǎn)生的磁場大小不超過2倍的測量地的地磁場縱向分量Hdx1大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法，其特征在于所述橫向模擬線圈Y內(nèi)部通電產(chǎn)生磁場的方向與相應(yīng)地磁場的方向相反，且所述橫向模擬線圈Y內(nèi)部所產(chǎn)生的磁場大小不超過2倍的測量地的地磁場橫向分量Hdyi大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高潛艇感應(yīng)磁場單方向測量精度的方法，其特征在于所述垂向模擬線圈Z內(nèi)部通電產(chǎn)生磁場的方向與相應(yīng)地磁場的方向相反，且所述垂向模擬線圈Z內(nèi)部所產(chǎn)生的磁場大小不超過2倍的測量地的地磁場垂向分量Hvi大小。
【文檔編號】G01R33/02GK103698719SQ201310696130
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】張朝陽, 衣軍, 酈智斌, 袁曉芳, 馬艷, 王小偉, 張文瑤, 胡曉棠, 侯大志 申請人:中國人民解放軍91872部隊上海研究室