基于地磁原理的计转数传感器技术研究

本文在地磁场基本理论的基础上，建立了地磁计转数传感器在均匀地磁场中产生感应电动势的数学模型，从理论上推导了感应电动势的计算方法，并对地磁计转数传感器的应用进行了讨论，分析了其盲区问题。提出了地磁计转数传感器的基本结构，该结构的传感器已经在152mm火炮发射弹药中进行了靶场实验研究，得到了较为理想的试验数据。可以期望将其应用在弹丸中，实现其精确起爆控制。     

地磁扰动时磁性目标的探测

分析了地磁场在发生扰动时三轴磁强计记录的变化磁场三分量的相关性，并根据这种相关性提出了利用小波分解的方法消除磁测量中地磁扰动信号的方法。在磁性目标探测中用这种方法可以提取出隐藏在变化地磁场中的弱目标信号。依据实测的地磁场扰动信号做的仿真试验表明该方法是有效的。     

在利用地磁探测确定弹体滚转姿态时的使用域分析

地磁场的强度和方向是地理位置的函数，可通过对地磁矢量的探测确定稳定飞行的弹体在空中的滚转姿态。但在利用地磁探测滚转姿态的过程中，存在着诸如地磁异常、地磁传感器的使用域等问题，在地磁探测中这些问题应该得到考虑。文中主要针对影响姿态探测可行性的几种情况，初步分析了影响地磁参量的原因，讨论了影响的程度，提出了一些相应的措施。     

一种基于磁偶极子磁场分布理论的磁场干扰补偿方法

载体磁场对地磁场的干扰，一直是影响导航罗差、地磁测量的技术难题。为了提高适于地磁匹配定位需要的地磁测量精度，对如何消除载体固有磁场和感应磁场对地磁测量精度的影响进行了研究。应用磁偶极子磁场分布理论，推导了安装在载体上传感器所在位置的磁场组成，建立了利用理想传感器测量值计算地磁场的地磁测量模型；在分析磁场传感器测量误差的基础上，建立了综合考虑载体磁场干扰和传感器误差影响的地磁测量模型。该模型所含参数物理意义明确，可在任意姿态下实现对载体磁场和磁传感器误差进行综合补偿。实验证明，所建立的地磁测量模型具有较高的测量精度。     

地磁式转数传感器盲区问题实验研究

地磁式转数传感器的盲区问题在理论上是客现存在的。采用磁通门式转数传感器，通过实验研究了盲区的特点及其对转数传感器工作的影响程度，并对转数传感器设计和应用中的有关问题进行了探讨。     

基于磁通门技术的空炸引信计转数系统研究

在分析地磁场特点基础上提出利用磁通门传感器进行计转数的方法，推导出磁通门传感器输出信号为弹体转角的正、余弦函数关系式，设计了相应的信号调理电路及数据存储测试系统．对调理后的电压信号波形计数即可准确获得弹丸的转数，为旋转弹丸引信炸点精确控制提供了依据。     

弹丸转数测量技术研究

根据弹丸转数测量的基本原理，提出一种基于地磁场特性的磁电式转数传感器，建立了基本模型，并对设计理论和有关问题进行了分析。     

基于地磁传感器的弹丸转数测试

文中详细阐述了利用地磁传感器进行弹丸转数测试的测试原理和测试方法。设计出一种地磁传感器弹丸转数测试系统,并进行了靶场实际弹丸转数测试。文中还提出了基于地磁传感器弹丸转数实际测试中需要注意的问题及解决这些问题的具体方法。     

基于地磁传感器的计转数引信可行性研究

主要提出了基于地磁计转数传感器的引信实验方案，研究了计转数引信装定原理，提出了装定转数的初步计算方法，分析了地磁计转数传感器，信号处理电路和检测电路的结构及工作原理，实验说明，该地磁计转数传感器在高速旋转平台上计数准确，且在各个方位条件下均可以可靠工作，可应用于弹丸上，实现弹丸的定距起爆。     

弹丸计转数起爆控制方法研究

通过对弹丸起爆控制方法背景的分析，提出了利用地磁计转数原理实现弹丸精确起爆控制的方法，对地磁计转数的电路原理及实际应用存在的问题进行了探讨，实现了利用地磁计转数原理既可对弹丸进行起爆控制，又可以对弹丸的出炮口速度进行修正，达到采用不同的方法在不同距离实现对起爆的控制。     

基于磁传感器的地面机动目标分类算法

利用大多数武器装备含有铁磁材料的特性，提出一种基于磁异信号的地面机动目标分类算法。根据不同类型目标对地磁产生相应影响的原理，探测目标存在和识别目标类型。磁传感器用于采集目标产生的地磁场扰动信号，通过统计样本集训练和设计分类器，检验目标信号特征的类型最佳匹配模式，并对常见的3类目标进行试验研究。结果表明这种分类算法计算量小，分类正确率高，可以适用于地面侦察和目标入侵检测。     

A Classification Algorithm for Ground Moving Targets Based on Magnetic Sensors

A novel classification algorithm based on abnormal magnetic signals is proposed for ground moving targets which are made of ferromagnetic material. According to the effect of diverse targets on earth's magnetism,the moving targets are detected by a magnetic sensor and classified with a simple computation method. The detection sensor is used for collecting a disturbance signal of earth magnetic field from an undetermined target. An optimum category match pattern of target signature is tested by training some statistical samples and designing a classification machine. Three ordinary targets are researched in the paper. The experimental results show that the algorithm has a low computation cost and a better sorting accuracy. This classification method can be applied to ground reconnaissance and target intrusion detection.     

超导磁传感器在海战武器中的应用

舰船磁场是水雷攻击时探测的主要信号源,提高对舰船磁场的探测灵敏度对打击敌舰船是一种直接有效的方法.文中简要论述了超导磁传感器接收微量磁场的原理,介绍了超导磁传感器的应用方法,显示了其在海战武器中的优越性.     

利用转速测试弹丸炮口速度的方法研究

介绍了一种利用转速测试弹丸炮口速度的方法。地磁传感器与测试电路安装在弹丸或引信里,当弹丸发射、地磁传感器的线圈随弹丸旋转时,线圈切割磁力线而产生周期性感应电动势。测试电路采集到感应电动势信号并存储于电路内部的存储器里。在实弹测试回收测试电路后读取存储器里的数据,可以得到弹丸在炮口处的转速值,结合火炮的炮口缠度可以计量或计算出弹丸在炮口的初速值。经过实弹测试验证,该测试方法可测量炮口处弹丸的速度。     

基于潜艇磁偶极子模型的航空磁探潜探测宽度模型与仿真

针对航空反潜磁异常探测传统探测宽度模型无法准确分析目标磁特性、环境磁特性等因素对航空磁探潜探测宽度的影响,引入概率分布的思想并提出基于信噪比检测依据的新探测宽度模型。为了求解该探测宽度模型,建立了基于磁偶极子目标的航空磁探潜探测模型,目标磁特性模型,环境噪声和检测模型,给出了基于信噪比检测依据的探测宽度模型求解方法和步骤。仿真分析表明：所建立的模型能够充分反映目标特性、地磁场特性、环境磁噪声等级、反潜机探测平台等因素条件对航空磁探潜探测宽度影响;与经典探测宽度模型相比,新建立的模型能够对航空磁探潜探测宽度进行更加有效和精确的计算。     

航空磁异常探测中的自适应高阶过零检测器

传统航空磁异常探测方法依赖目标信号特性或噪声统计特性的先验知识,造成检测概率低、探测距离短。为了提高航空磁异常信号检测器性能,综合考虑目标信号特征和噪声统计特性,提出一种基于高阶过零法的自适应磁异常探测方法。根据铁磁性潜艇目标信号模型、实测目标高空信号以及稳定无磁环境和复杂磁环境中长时间采集的实测磁噪声,分析目标信号和噪声的特征,研究二者之间的高阶过零统计特性。基于信号的前5阶高阶过零序列构造检测器的检验统计量,设计适用于复杂环境下航空磁异常目标探测的自适应高阶过零（AHOC）检测器。理论性能分析和实测数据验证表明：铁磁性目标信号和磁噪声信号的高阶过零特性存在显著差异,前5阶高阶过零率有明显的区分度;在相同的输入幅度信噪比条件下,AHOC检测器输出的幅度信噪比大于5,抗噪能力更强,且具有良好的弱信号检测能力;AHOC检测器的检测效果优于常规的高阶过零检测器和标准正交基函数检测器,适用于复杂磁环境下的低信噪比探测。     

基于正交基函数的矢量磁梯度异常探测

磁异常探测技术是一种快速有效的非接触式感知手段。针对传统的标量正交基函数(OBF)检测器获取的磁场信息有限,而矢量OBF检测器得到的磁场信息受地球磁场晃动影响显著的问题,推导一种兼具丰富磁场信息以及抗晃动性能的矢量磁梯度OBF检测器。证明当测量噪声服从高斯独立同分布时,矢量OBF检测器相较于标量OBF检测器具有更低的检测虚警率,且空间采样长度是影响OBF检测器性能的关键因素。仿真和实测结果表明：矢量磁梯度OBF检测器相对于传统检测器具有更优的检测性能,降低空间采样长度可以明显提升其探测性能;矢量磁梯度OBF检测器在低信噪比条件下可以反演得到磁性目标的磁矢量梯度信号,利用粒子群参数估计算法能估计得到目标的位置参数和磁矩参数。     

鱼雷引信目标信号的小波消噪研究

鱼雷引信目标信号的背景噪声消除是确保引信可靠动作的重要手段。传统的带通滤波方法消噪精度低，波形稳定性差，而小波变换在对信号进行消噪处理方面具有良好的特性，它可利用不同的尺度参数将信号分解到不同的频带上。该文基于典型的鱼雷电磁引信模型和磁引信目标信号模型，采用小波变换的方法对复杂背景干扰下的引信目标信号进行了消噪处理，并使用数学分析软件MATLAB对消噪结果进行了仿真。仿真结果表明，相比传统的消噪手段，小波消噪具有精度高、适用性强、信号波形失真度小的优点，可有效消除鱼雷引信目标信号中的背景噪声。