具体实施方式】
[0067] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合【具体实施方式】 对本发明作进一步详细的说明。
【具体实施方式】 [0068] 一、本实施方式所述的一种飞机航磁干扰的补偿方法，按以下步骤 进行：
[0069] 一、构造矩阵Δ:
[0070] 在校准飞行过程中总场磁力仪测得的磁场数据为NX1列向量Ητ，实际地磁场值为 NX1列向量HE，而飞机产生的磁干扰为NX1列向量托，则有：
[0071] HT=He+H: (1)
[0072] 其中，只有Ητ通过直接测量得到；
[0073] 航磁干扰补偿的最终目的是确定HE，观察上式可以发现，只要计算出氏并将其从 Ητ中减掉就可以得到ΗE;
[0074] 根据T-L模型，飞机产生的磁干扰可以表示为：
[0075]
機：
[0076]其中，为需要估计出的航磁干扰补偿系数，u种u,为由地磁场与飞机轴 向所成夹角的方向余弦，吟为^的导数；
[0077] 三分量磁力仪测得的磁场三分量为Vl、v2、v3,Ul可根据下式计算得到：
[0078]
⑶
[0079] 根据几何对称性，公式（2)可以转化成更为紧凑的形式：
[0080]
[0081]式中Θ是由待定系数构成的列向量，δ是由Ui、ua和〃，构成的行向量；
[0082] 根据公式（4)，氏可表示为：
[0083] Η：=ΔΘ (5)
[0084] 其中，A= 为 NX16 矩阵；
[0085] 二、利用小波分解矩阵Δ:
[0086] 利用Daubechies小波对Δ的每一列t进行小波分解，分解的层数为10,即j的 值为10, ^分解成如下形式：
[0087]fi=fQ+Wi+wJ…+w10
[0088] 上式中％，（1 = 1，2,…，10)表示fi中的不同频率成分，且1越大wi的频率越高， %。频率最高表示fi中的噪声；f。表示fi中的极低频率成分，即地磁场分量；
[0089] 三、对步骤二的结果实现带通滤波：
[0090] 定义U1= {Wll| 1彡1彡9}为对矩阵Δ中的第i列进行小波分解的结果，其中fiQ 和wu。均已忽略；
[0091]对于任意的1^需要确定相同的连续下标集合L= {s,s+1,…t} (1彡s彡t彡9)， 则针对A的相应带通滤波结果为：
[0092]bpf^f,) =wls+wl(s+1)+---wlt
[0093] 进而有：
[0094] bpfL(A) = (bpf^fi), bpfL(f2), ···, bpfL(f16))
[0095]四、通过确定下标集合L使得bpfjA)的病态性最弱：
[0096]利用条件数来度量矩阵bpf；(Δ)的病态性程度：
[0097]
[0098] 其中，λ_和λ_分别表示bpf\( △)的最大特征值和最小特征值， C〇nd(bpf；(A))取值越大，矩阵的病态性越严重；
[0099] 由于需要选取的下标是连续的，可知L= {s,s+1,…t} (1彡s彡t彡9)的取值共 有9X10/2种不同情况，本发明中利用穷举法来确定，使得(Δ))最小。
[0100] 五、确定补偿系数方程并求解航磁干扰补偿系数：
[0101] 根据步骤四得到补偿系数方程如下：
[0102]
[0103] 由上式求解航磁干扰补偿系数。
【具体实施方式】 [0104] 二，本实施方式与一不同的是：步骤二中所述分解的 层数为9,即j的值为9。其它步骤和参数与一相同。
【具体实施方式】 [0105] 三，本实施方式与一不同的是：步骤二中所述分解的 层数为8,即j的值为8。其它步骤和参数与一相同。
[0106] 【具体实施方式】四，本实施方式与【具体实施方式】一不同的是：步骤二中所述分解的 层数为7,即j的值为7。其它步骤和参数与【具体实施方式】一相同。
【主权项】
1. 一种飞机航磁干扰的补偿方法，其特征在于它按以下步骤进行： 一、 构造矩阵Δ : 在校准飞行过程中总场磁力仪测得的磁场数据为NXl列向量Ht，实际地磁场值为 NX 1列向量He，而飞机产生的磁干扰为NX 1列向量H1，则有： Ht= He+Hl (1) 其中，Ht通过直接测量得到； 航磁干扰补偿的最终目的是确定He，观察上式可以发现，只要计算出托并将其从H 减掉就可以得到He; 根据T-L模型，飞机产生的磁干扰可以表示为：其中，Ppaybu为需要估计出的航磁干扰补偿系数，u ;和u 为由地磁场与飞机轴向所 成夹角的方向余弦，咚为U1的导数； 三分量磁力仪测得的磁场三分量为Vl、v2、v3, U1可根据下式计算得到：根据几何对称性，公式（2)可以转化为下式：I. 式中Θ是由待定系数构成的列向量，δ是由UpUiUj和构成的行向量； 根据公式（4)，托可表示为：其中，为ΝΧ16矩阵； 二、 利用小波分解矩阵A : 矩阵Δ的每一列为4 (i = 1，2,…16)，则利用小波分解可将匕分解成如下形式： f；= f 〇+w1+w2+···+Wj (8) 上式中W1, (1 = 1，2,…，j)表示t中的不同频率成分，且1越大w :的频率越高，w 频 率最高高表示A中的噪声；f c表示f i中的极低频率成分，即地磁场分量； 三、 对步骤二的结果实现带通滤波： 定义U1= IwllIKK j-Ι}为对矩阵Δ中的第i列进行小波分解的结果，其 中fi。和w i_j均已忽略；对于任意的U ;需要确定相同的连续下标集合L = {s, s+1,…t} (I < s < t < j-1)，则针对匕的相应带通滤波结果为： bpf^f,) = wls+wl(s+1)+---wlt (9) 进而有： bpfL(A) = (bpf^fi), bpfL(f2), ···, bpfL(f16)) (10) 四、 通过确定下标集合L使得bpf^(A)的病态性最弱： 利用条件数来度量矩阵bpfV(A)的病态性程度：其中，\ _和λ _分别表示bpf\(A)的最大特征值和最小特征值，cond(bpfV(A))取 值越大，矩阵的病态性越严重； 五、确定补偿系数方程并求解航磁干扰补偿系数： 根据步骤四得到补偿系数方程如下：其中，下标集合中Lcipt使得取值最小，由上式求解航磁干扰补偿系数。2. 如权利要求1所述的一种飞机航磁干扰的补偿方法，其特征在于步骤二中所述分解 的层数为9,即j的值为9。3. 如权利要求1所述的一种飞机航磁干扰的补偿方法，其特征在于步骤二中所述分解 的层数为8,即j的值为8。4. 如权利要求1所述的一种飞机航磁干扰的补偿方法，其特征在于步骤二中所述分解 的层数为7,即j的值为7。
【专利摘要】一种飞机航磁干扰的补偿方法，涉及属于航磁探测领域，尤其涉及一种飞机航磁干扰的补偿方法。本发明为解决现有航磁干扰补偿系数计算方法中由于系数求解矩阵的病态性而影响补偿系数估计精度的问题。本发明按以下步骤进行：一、构造矩阵Δ；二、利用小波分解矩阵Δ；三、对步骤二的结果实现带通滤波；四、通过确定下标集合L使得bpfL(Δ)的病态性最弱；五、确定补偿系数方程并求解航磁干扰补偿系数。本发明提出的方法有效降低了系数求解矩阵的病态性，进而提高了补偿系数估计算法的求解精度；本发明可应用于航磁探测领域。
【IPC分类】G01V3/16, G01V3/38
【公开号】CN105425304
【申请号】CN201510736756
【发明人】韩琦, 窦振家, 李琼, 牛夏牧, 王莘, 赵冠一
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月3日