一种船舶感应磁场实时获取方法
【专利摘要】本发明属于消磁【技术领域】，具体涉及一种船舶感应磁场实时获取方法。它采用由典型状态推算任意状态的方法，首先的通过磁场积分方程法计算理想航行条件下在典型地磁场磁化状态下的船舶感应磁场三分量值；然后再根据船舶铁磁材料在弱磁场磁化作用下处于线性磁化区的特点，将上述理想航行条件下典型磁化状态下的船舶感应磁场数据推算至理想航行条件任意磁化状态下的船舶感应磁场值；最后再根据理想航行条件下任意磁化状态下的船舶感应磁场三分量数据推算至任意航行状态下任意磁化状态下的船舶感应磁场值，实现了船舶感应磁场的实时解算，该方法具有较好的计算精度和实时性，效率高。
【专利说明】一种船舶感应磁场实时获取方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于消磁【技术领域】，具体涉及一种船舶感应磁场实时获取方法。
【背景技术】
[0002] 船舶等铁磁物体，受地球磁场磁化作用会产生感应磁性，进而在铁磁物体周围产 生感应磁场。感应磁场随外界磁场（主要是地球磁场）变化而变化，与铁磁物体实时的位 置、方向、姿态等因素有关，反映了磁性的瞬时效应。铁磁物体感应磁性大小主要取决于下 列因素：①铁磁物体建造材料的磁性能；②铁磁物体结构、形状及尺寸；③铁磁物体所处位 置地磁场的大小；④铁磁物体方向、姿态等。
[0003] 在船舶等铁磁物体退磁过程中，必须准确掌握铁磁物体感应磁场分布。按照退磁 方法，一般将感应磁场分为纵向感应磁场纵向分量Xix、纵向感应磁场横向分量Yix、纵向感 应磁场垂向分量Zix、横向感应磁场纵向分量Xiy、横向感应磁场横向分量Yiy、横向感应磁场 垂向分量Ziy、垂向感应磁场纵向分量Xiz、垂向感应磁场横向分量Yiz、垂向感应磁场垂向分 量 Ziz。
[0004] 现有的感应磁场分解方法一般是通过磁东、磁西、磁南、磁北以及在不同地区的同 点磁场测量数据来分解出铁磁物体感应磁场。这种感应磁场分解方法主要存在以下不足： ①测量效率低，尤其对于船舶等大型铁磁物体而言，调转方向和换区域测量需浪费大量的 人力物力，且非常不方便；②由于测量条件限制一般仅能获得感应磁场垂直分量，难以获得 三分量测磁数据，其包含信息量相对较少；③属静态测量，缺乏实时性。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了解决上述【背景技术】存在的不足，提供一种效率高、精确度 高的船舶感应磁场实时获取方法。
[0006] 本发明采用的技术方案是：一种船舶感应磁场实时获取方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤1 :建立船舶的几何模型，并对其进行网格剖分，得到船舶的剖分单元数据；
[0008] 步骤2 :由公式M = A、计算船舶各单元内部磁化强度M，再由公式B = CM求得 船舶外部场点处的磁场值B，将B代入船舶坐标系得到典型地磁场水平分量Bh纵向磁化作 用下的纵向感应磁场纵向分量、横向分量}^和垂向分量Zf ;在典型地磁场水平分量 Bh横向磁化作用下的横向感应磁场纵向分量Xf、横向分量和垂向分量Zf ;在典型地 磁场垂直分量Bv垂向磁化作用下的垂向感应磁场纵向分量、横向分量}^和垂向分量 Zd， 1二'
[0009] 其中A为各单元之间相互作用产生的系数矩阵，b为作用在船舶上的典型海域地 磁场，C为各单元在船舶外部的场点处产生的场点系数矩阵；
[0010] 步骤3 :根据船舶航向在步骤2的基础上，由公式
【权利要求】
1. 一种船舶感应磁场实时获取方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1:建立船舶的几何模型，并对其进行网格剖分，得到船舶的各剖分单元数据； 步骤2 :由公式M = A^b计算船舶各单元内部磁化强度M，再由公式B = CM求得船舶外 部场点处的磁场值B，将B代入船舶坐标系得到典型地磁场水平分量Bh纵向磁化作用下的 纵向感应磁场纵向分量、横向分量Ff和垂向分量Zf ;在典型地磁场水平分量仏横向 磁化作用下的横向感应磁场纵向分量、横向分量和垂向分量Zf ;在典型地磁场垂 直分量Bv垂向磁化作用下的垂向感应磁场纵向分量JTf、横向分量f和垂向分量Zf， 其中A为各单元之间相互作用产生的系数矩阵，b为作用在船舶上的典型海域地磁场， C为各单元在船舶外部的场点处产生的场点系数矩阵； 步骤3 :根据船舶航向在步骤2的基础上由公式
分别计算理想航行条件下任意磁化状态下的船舶感应磁场三分量值，其中，Bh和Bv分 别为船舶航向区域地磁场的水平分量和垂直分量，炉为船舶磁航向角； 步骤4 :根据船舶航行时的实时导航信息，由公式： B〃 h = Bh(cos 0 cos a -sin 0 sin a )+Bv(sin 0 cos a +cos 0 sin a ) B 〃 v = -Bh (cos 0 sin a +sin 0 cos a ) -Bv (sin 0 sin a -cos 0 cos a ) 分别计算非理想航行条件下地磁场在船舶坐标系下水平分量B" h和垂直分量B" v， 式中，0为纵倾角，a为横摇角； 步骤5 :根据步骤3和步骤4得到的数据，由公式：
分别计算任意航行条件下任意磁化状态下的船舶感应磁场三分量值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2中各单元之间相互作用产生 的系数矩阵A和各单元在船舶外部的场点处产生的场点系数矩阵C均通过磁场积分方程法 得到。
【文档编号】G01R33/10GK104360293SQ201410623848
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】周国华, 刘胜道, 肖昌汉, 刘大明, 高俊吉, 赵文春 申请人:中国人民解放军海军工程大学