Магнитометрический способ определения координат объекта

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическия

Республик ощ 9 О 589 1 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 270380 (21) 2927213/18-21 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано 150282. Бюллетень ¹ б

Дата опубликования описания 15. 02. 82

Р11М К з

G 01 R 33/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий ($3) УДК 621. 317.44 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б.Н.Горшков, С.H.Ãóçåâè÷, Б.Н.Демин, E.A.Денесюк и Н.Н.Неронов

1 Й

° f 1(1 йа (71) Заявитель (54) МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КООРДИНАТ ОБЪЕКТА изобретение относится к навигации, а именно к определению координат одного объекта относительно другого, и может быть использовано, например, для определения координат буксируемого объекта.

Известен способ определения координат объектов, обладающих магнитным моментом (намагниченных объек- . тов), включающий измерение напряженности магнитного поля по площади в районе нахождения объекта, определение отклонений результатов измеренного магнитного поля от магнитного поля Земли в районе измерений и составление по полученным данным карты, по которой определяются искомые координаты объекта (1).

Однако этот способ определения координат объектов, обладающих магнитным моментом, сложен и трудоемок, так как для выполйения указанных работ требуется использование боль.шого количества средств и затраты значительного количества времени.

Кроме того, известный способ не при" меним для определения координат объектов, не обладающих магнитным моментом, поскольку такие объекты не являются источником локальных магнитных аномалий.

Известен также способ определения координат места намагниченных объективовотносительно других подвижных объектов (судов), включающий измерение вектора напряженности магнитного поля объекта в двух близ.ких точках пространства при перемещении подвижного объекта, определение направления его градиента и вычисление по полученным данным искомых координат места (2).

Этот способ также не применим для определения координат места немагнитных объектов, поскольку погрешность определения координат имеет большую . величину, так как определение пеленга при этом достигает 140. Кроме того, в способе не исключается влияние.вариаций магнитных полей судна и Земли.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

25 Поставленная цель достигается тем, что в магнитометрическом способе определения координат объекта путем измерения напряженности его магнитного поля и определения по

З0 результатам измерения искомых коор905891 у инат создают на. объекте сканирующее магнитное поле.

На фиг. 1 и 2 представлены векторные диаграммы, поясняющие способ.

Сущность способа раскрывается при определении координат буксируемого объекта относительно судна-буксировщика (см. фиг.. 1). На судне-буксировщике 1 создают вспомогательное магнитное поле с помощью трех ортогональных обмоток 2, включенных в систему электропитания (не показана), имеющие модуль магнитного момента

М/t/, вектор которого М8сканируют в пространстве по заданному закону

Ч(t,с(,fb,g) с шагом сканирования

6, т. е.

flan = М(1) ° 4(t, cL, fb, ), (1) где с(-,9, < — - углы,, определяющие положение М 8 в системе координат судна.

На буксируемОм объекте 3 находится магнитометр 4, на который воздействует суммарный сектор напряженности магнитного поля Т, равный (см. фиг. 2):

Т = т + т„+ т + т (2) где Т о — вектор напряженности геомагнитного поля;

T„ - вектор напряженности магнитного поля, действующий на магнитометр 4 от собcòâåííoão магнитного поля судна;

Т вЂ” вектор напряженности магнитного поля буксируемого объекта 3; вектор напряженности маг3 нитного поля, действующий на магнитометр 4 от вспомогательного магнитного поля, созданного на суднебуксировщике, вектор магнитного момента которого M .

Магнитный момент. М 8 на расстоянии

r в точке расположения магнитометра 4 создает вектор напряженности магнитного поля т ° tt) =-ф ciЪааттч, (з)

1 где Р - радиус-вектор, направленный иэ центра источника вспомогательного магнитного поля к точке нахождения магнитометра 4; угол между направлением вспомогательного магнитного момента М g и радиусом-вектором r.

Когда направление векторов М и r совпадает, то 9 =0 и выражение (3) преобразуется и

T (1 j = + -, (4) и в этом случае значение модуля вектора от вспомогательного магнитного момента максимально °

Частоту сканирования обеспечивают на порядок больше частоты изменения положения буксируемого объекта 3 относительно судна 1. Определение положения буксируемого объекта производят на момент получения экстремальной величины модуля вектора напряженности вспомогательного магнитного поля. Тогда в соответствии с выражением (4) имеем

Ъ 9) т (t) В (5) t5

Формула изобретения

Магнитометрический способ опре,деления координат объекта путем измерения напряженности его магнитного поля и определения по результатам измерений искомых координат, $Q отличающийся тем, что, с целью повышения точности, создают на объекте сканирующее магнитное поле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рыбалтовский H.Þ. Магнитнокомпасное дело. Морской транспорт, 1975.

2. Хвостов Л.П. Магнитный пеленгатор. Геофизическое пРиборостроение.

Л. Вып, 15, 1963, а пространственные углы положения радиуса вектора в системе координат судна определяются по формулам

z соя Д- — -а(7: соя Ь вЂ” -аЬ-: соя У вЂ” М(1)

N(t)= М„ kl +М, (6) где fg)(f М, М вЂ” составляющие М/t/ по осям Х, Y, Z соответственно.

25 Из (6) следует, что система ьртого.нальных обмоток 2 должна совпадать с осями координат, судна 1.

Таким образом, создание вспомогательного магнитного момента поз3Q воляет определить координаты как намагниченных, так и не магнитных объектов, а сканирование магнитного поля позволяет исключить влияние вариаций магнитных полей судна и Земли

Я путем разделения спектров по частоте полезного сигнала и сигналов помехи и определить направление на буксируемый объект. Использование предлагаемого способа обеспечивает повышение точности определения координат места объекта примерно в два порядка.

905891

Составитель M ° Êëûêîâ

Редактор К.Волощук Техред М. Рейвес Корректор А, Гриценко

Заказ 386/68 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент™, г. Ужгород, ул. Проектная, 4