提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法
【专利摘要】本发明涉及消磁【技术领域】，具体涉及一种提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法，包括优化设计模拟线圈、采用优化的模拟线圈通电方案和合理的潜艇磁场测量方法，可有效提高潜艇感应磁场的单方向测量精度。本发明的优点是，本发明中所提出的提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法，可有效减小模拟线圈均匀度、通电环节和潜艇磁场测量环节带来的感应磁场测量误差，实现潜艇感应磁场的单方向高精度测量；所归纳总结的潜艇感应磁场单方向测量工艺流程，可有效指导实际潜艇感应磁场的单方向高精度测量。
【专利说明】提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及消磁【技术领域】，具体涉及一种提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法。
【背景技术】
[0002]潜艇感应磁场是潜艇磁场的重要组成，是潜艇固定磁场处理及消磁绕组调整的重要参数。潜艇感应磁场与潜艇所处的地理位置和航向有关，其测量一般是通过改变潜艇航向和改变地理位置的方法进行。目前，在潜艇消磁时，纵向感应磁场和横向感应磁场是根据两个相反航向上潜艇磁场的测量数值经计算后获得的。由于潜艇体积庞大，体形特殊，而洞库消磁站的入口和航道狭窄，使得潜艇进出洞站和调换航向的过程非常费力、费时，并且经过调换航向后，由于潜艇停泊位置很容易发生变化，相应的磁场测量位置坐标难以保证固定不变，因此会造成一定的测量误差。潜艇的垂向感应磁场理论上可以通过两地测量法来获得，但实际上，由于无法保证潜艇在长距离航行于两个纬度期间的磁性状态保持不变，故在实践和精度上都是不可行的，目前一般用“感固比法”进行近似估算，准确度很差。
[0003]感应磁场的测量除了上述传统的两航向测量和两地测量外，还可以通过模拟地磁场的变化在单方向上进行测量，这样就可以避免调转航向和改变位置所造成的人力、物力的浪费，单方向测量感应磁场的一般方法如专利CN103185871A (—种单方向测量船舶感应磁场垂直分量的方法)中所述，但完全按照该专利中的方法测量潜艇感应磁场会有如下问题:(I)模拟线圈的设计和敷设没有依据；(2)模拟线圈通电时，2倍地磁场的方向对测量精度的影响不明确；(3)潜艇磁场测量的先后顺序会影响测量精度。上述3个方面都是影响潜艇感应磁场单方向测量精度的重要因素，只有运用正确的方法才能准确的测量感应磁场，否则，虽然节省了人力、物力，但却可能造成很大的测量误差。因此，有必要从这3个方面研究提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法，其发明成果将对测量方法的实际应用具有重要指导意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法，该方法通过根据实际情况优化设计地磁模拟线圈形状及尺寸，通过实验总结优化出模拟线圈通电方案，提出合理的潜艇磁场测量方法，实现潜艇感应磁场单方向的高精度测量。
[0005]本发明目的实现由以下技术方案完成:
一种提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法，其特征在于所述方法至少包括如下步
骤:
(I)根据潜艇的设计尺寸，沿所述潜艇纵向绕制纵向模拟线圈X，在所述纵向模拟线圈X的横向两侧布置横向模拟线圈Y，在所述纵向模拟线圈X的上、下方布置垂向模拟线圈Z，其中所述纵向模拟线圈X为螺线管线圈，所述横向模拟线圈Y和垂向模拟线圈均为矩形线圈；
(2)在所述潜艇未进入各所述模拟线圈内部前，通过测量系统分别测量所述纵向模拟线圈X、横向模拟线圈Y和垂向模拟线圈Z在外部测量区域所产生磁场的垂直分量，分别记为 Zx0、Zy0、ZzQ ；
(3 )使潜艇进入所述纵向模拟线圈X内部，在所述纵向模拟线圈X通电前，设模拟线圈内部地磁场纵向分量为Hdx1 ;之后在纵向模拟线圈X中通电，使得模拟线圈内部相应地磁场纵向分量变为Hdx2，测量得到所述潜艇和纵向模拟线圈X的总磁场为Zx2 ;其后将所述纵向模拟线圈X断电，测量得到所述潜艇磁场为Zxl ;最后解算得到所述潜艇纵向感应磁场Zix的测量结果为:
【权利要求】
1.一种提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法，其特征在于所述方法至少包括如下步骤: (1)根据潜艇的设计尺寸，沿所述潜艇纵向绕制纵向模拟线圈X，在所述纵向模拟线圈X的横向两侧布置横向模拟线圈Y，在所述纵向模拟线圈X的上、下方布置垂向模拟线圈Z，其中所述纵向模拟线圈X为螺线管线圈，所述横向模拟线圈Y和垂向模拟线圈均为矩形线圈； (2)在所述潜艇未进入各所述模拟线圈内部前，通过测量系统分别测量所述纵向模拟线圈X、横向模拟线圈Y和垂向模拟线圈Z在外部测量区域所产生磁场的垂直分量，分别记为 Zx0、Zy0、ZzQ ； (3 )使潜艇进入所述纵向模拟线圈X内部，在所述纵向模拟线圈X通电前，设模拟线圈内部地磁场纵向分量为Hdx1 ;之后在纵向模拟线圈X中通电，使得模拟线圈内部相应地磁场纵向分量变为Hdx2，测量得到所述潜艇和纵向模拟线圈X的总磁场为Zx2 ;其后将所述纵向模拟线圈X断电，测量得到所述潜艇磁场为Zxl ;最后解算得到所述潜艇纵向感应磁场Zix的测量结果为:
2.根据权利要求1所述的一种提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法，其特征在于所述纵向模拟线圈X内部通电产生磁场的方向与相应地磁场的方向相反，且所述纵向模拟线圈X内部所产生的磁场大小不超过2倍的测量地的地磁场纵向分量Hdx1大小。
3.根据权利要求1所述的一种提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法，其特征在于所述横向模拟线圈Y内部通电产生磁场的方向与相应地磁场的方向相反，且所述横向模拟线圈Y内部所产生的磁场大小不超过2倍的测量地的地磁场横向分量Hdyi大小。
4.根据权利要求1所述的一种提高潜艇感应磁场单方向测量精度的方法，其特征在于所述垂向模拟线圈Z内部通电产生磁场的方向与相应地磁场的方向相反，且所述垂向模拟线圈Z内部所产生的磁场大小不超过2倍的测量地的地磁场垂向分量Hvi大小。
【文档编号】G01R33/02GK103698719SQ201310696130
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】张朝阳, 衣军, 郦智斌, 袁晓芳, 马艳, 王小伟, 张文瑶, 胡晓棠, 侯大志 申请人:中国人民解放军91872部队上海研究室