一种水下磁性小目标的垂直深度测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种水下磁性小目标的垂直深度测量方法，其主要技术特点是：通过海洋磁力仪探头对水下磁性小目标的磁异常信号进行测量，得到磁异常信号宽度s；通过回归分析方法拟合得到垂直深度估算系数ρ(I)，其中，I为地磁倾角；根据水下磁性小目标的磁异常信号宽度s和垂直深度估算系数ρ(I)，计算水下磁性小目标的垂直深度h。本发明设计合理，其基于船载海洋磁力测量模式，建立了水下小目标深度与其磁异常信号宽度之间的比例关系，能够对水下磁性小目标进行准确的测量，具有测量精度高、测量成本低廉且便于实现等特点，有效地解决了水下磁性小目标的垂直深度测量的难题。
【专利说明】一种水下磁性小目标的垂直深度测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于海洋测量【技术领域】，尤其是一种水下磁性小目标的垂直深度测量方法。
【背景技术】
[0002]在海洋测量过程中，经常需要对水下磁性小目标的位置及深度进行测量。如何准确测定水下磁性小目标的位置和深度，一直是海洋测量的一项重要内容。现有水下磁性小目标的垂直深度测量方法通常采用声波检测的方法来实现，这种测量方法需要使用复杂的探测系统来实现，存在测量成本高、准确度低等问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、精度高其测量成本低的水下磁性小目标的垂直深度测量方法。
[0004]本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0005]一种水下磁性小目标的垂直深度测量方法，包括以下步骤:
[0006]步骤1、通过海洋磁力仪探头对水下磁性小目标的磁异常信号进行测量，得到磁异常信号宽度s ；
[0007]步骤2、通过回归分析方法拟合得到垂直深度估算系数P (I)，其中，I为地磁倾角；
[0008]步骤3、根据水下磁性小目标的磁异常信号宽度s和垂直深度估算系数P (I)，计算水下磁性小目标的垂直深度h，其计算公式为:
[0009]h = s X P (I)。
[0010]而且，所述垂直深度估算系数P (I)通过以下数学模型得到:
[0011]P (I) = -0.52.I2+0.59.1+0.83。
[0012]本发明的优点和积极效果是:
[0013]本发明设计合理，其基于船载海洋磁力测量模式，建立了水下小目标深度与其磁异常信号宽度之间的比例关系，能够对水下磁性小目标进行准确的测量，具有测量精度高、测量成本低廉且便于实现等特点，有效地解决了水下磁性小目标的垂直深度测量的难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为水下小目标的海面磁场分布示意图；
[0015]图2为不同高度层上的水下小目标的磁场分布对比示意图；
[0016]图3为水下小目标垂直深度估算系数变化曲线示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
[0018]一种水下磁性小目标的垂直深度测量方法，是通过测定水下小目标的海面磁场分布，来实现水下磁性小目标的垂直深度测定。下面对本测定方法的设计思路进行说明:
[0019]根据水下点状体的磁场计算模型可以看出，水下小目标的海面磁场分布具有以下特征:水下小目标的磁场导致平缓的地磁背景场出现明显畸变，在水下小目标的南侧出现磁场极大值点，在北侧出现极小值点，如图1所示。为研究水下小目标深度与其海面磁场分布的关系，首先需要研究在不同高度层面上，磁场分布具有哪些差异。为此，选定一个固定磁矩为0.1Am2的点状体目标为探测对象，选择三个探测层面，即h为-1.0m,-1.5m、-2.0m,根据水下点状体的磁场计算模型依次计算各层面上的磁场分布，效果如图2所示，其中，地磁背景场为45000nT，地磁倾角为30度。显然，水下小目标磁异常信号包括一个极大值点和一个极小值点；探头离目标越近，磁异常信号越尖锐，目标越容易被识别；探头离目标越远，磁异常信号越平缓，目标的识别难度加大，在此把两个极值点之间的距离称为磁异常信号宽度。
[0020]通过数值计算与比较发现，随着水下小目标的垂直深度h不同，其磁异常信号宽度s也不同，但二者之间比例关系始终保持不变，即:水下小目标磁异常信号宽度与其垂直深度存在固定比例关系，因此，可以根据其磁异常信号宽度估算其垂直深度。
[0021]本水下磁性小目标的垂直深度测量方法，包括以下步骤:
[0022]步骤1、通过海洋磁力仪探头对水下磁性小目标的磁异常信号进行测量，得到磁异常信号宽度S。
[0023]使用海洋磁力仪探头进行水下磁性小目标测量时，水下小目标磁异常信号包括一个极大值点和一个极小值点；探头离目标越近，磁异常信号越尖锐，目标越容易被识别；探头离目标越远，磁异常信号越平缓，目标的识别难度加大，在此把两个极值点之间的距离称为磁异常信号宽度。
[0024]步骤2、通过回归分析方法拟合得到垂直深度估算系数P (I)；
[0025]在本步骤中，垂直深度估算系数P (I)表示为水下磁性小目标的垂直深度h与其磁异常信号宽度s之间的比例系数，I表示为地磁倾角。该垂直深度估算系数P (I)是地磁倾角的函数，根据地磁倾角I不同，该垂直深度估算系数P (I)也不同。
[0026]所述的垂直深度估算系数P (I)通过回归分析拟合得出:
[0027]P (I) = -0.52.I2+0.59.1+0.83
[0028]垂直深度估算系数P⑴随地磁倾角I的变化曲线如图3所示，从图3中可以看出，P (0)=0.8, P O/2)=0.5,在中纬度地区,水下目标的深度估算系数大约为I。由于我国大部分海域为中纬度地区，所以在我国海域水下磁性小目标的垂直深度大致等于其磁异常信号宽度。
[0029]步骤3、根据水下磁性小目标的磁异常信号宽度s和垂直深度估算系数P (I)，计算水下磁性小目标的垂直深度h，其计算公式为:
[0030]h = sX P (I)
[0031]从而得到水下磁性小目标的垂直深度。
[0032]需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种水下磁性小目标的垂直深度测量方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1、通过海洋磁力仪探头对水下磁性小目标的磁异常信号进行测量，得到磁异常信号览度S ； 步骤2、通过回归分析方法拟合得到垂直深度估算系数P (I)，其中，I为地磁倾角；步骤3、根据水下磁性小目标的磁异常信号宽度s和垂直深度估算系数P (I)，计算水下磁性小目标的垂直深度h，其计算公式为:h = s X P (I)。
2.根据权利要求1所述的一种水下磁性小目标的垂直深度测量方法，其特征在于:所述垂直深度估算系数P (I)通过以下数学模型得到:
P (I) = -0.52.I2+0.59.1+0.83。
【文档编号】G01C5/00GK104075690SQ201410053997
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2014年2月18日
【发明者】任来平, 吴太旗, 李凯锋, 陆秀平, 徐广袖, 刘传勇, 黄辰虎, 王耿峰 申请人:中国人民解放军92859部队