磁異常探測受到越來越多的關(guān)注,在醫(yī)療研究、地球物理、軍事工程等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著磁異常探測得到越來越廣泛的應(yīng)用,如何提高磁探測儀的探測性能成為一種迫切的需求。張量式磁探測儀具有不受自身姿態(tài)干擾、能克服地磁場影響等優(yōu)點(diǎn),是目前的研究熱點(diǎn)。磁探測方法的分析和張量梯度儀的標(biāo)定是提升張量式磁探測儀探測性能研究的兩個重要方面,針對磁探測方法傳統(tǒng)分析和張量梯度儀傳統(tǒng)標(biāo)定方法存在的問題,本文開展的主要研究工作如下:首先,建立了多因素磁探測模型,為客觀、全面地分析張量式磁探測儀的探測性能在多因素協(xié)同作用下的變化規(guī)律奠定了理論基礎(chǔ)。針對傳統(tǒng)磁探測模型忽略磁目標(biāo)姿態(tài)和方向的問題,建立了“方向-姿態(tài)”球面模型。針對傳統(tǒng)磁探測模型不夠完整的問題,引入了磁矩、探測距離等9種影響因素,建立了多因素磁探測模型。其次,提出了一種基于磁屏蔽室和三軸線圈的新型標(biāo)定方法,解決了傳統(tǒng)標(biāo)量標(biāo)定法的標(biāo)定精度受無磁轉(zhuǎn)臺和地磁場限制的問題,進(jìn)一步完善了多因素磁探測模型。磁探測仿真的結(jié)果表明,相比傳統(tǒng)標(biāo)量標(biāo)定法,新型標(biāo)定方法的RMSE減少了44.60%,證明了新型標(biāo)定方法可以進(jìn)一步提升張量梯度儀的標(biāo)定精度。再次,基于多因素磁探測模型,對磁探測方法進(jìn)行了分析與計算。通過磁探測仿真,證明了磁探測方法傳統(tǒng)分析的局限性;提出了磁探測方法盲區(qū)分布規(guī)律的計算方法,并計算了NARA法和Lv-STAR法的盲區(qū)分布規(guī)律;分析了NARA法和Lv-STAR法探測性能在多因素協(xié)同作用下的變化規(guī)律,得到了在不同工況下兩種磁探測方法的探測范圍、影響探測性能的主要因素及提升探測性能的方法,并證明了所提出的張量梯度儀新型標(biāo)定方法可大幅度提升探測性能。最后,搭建了標(biāo)定和磁探測的實(shí)驗(yàn)平臺,對張量梯度儀新型標(biāo)定方法和多因素磁探測模型的準(zhǔn)確性和正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。張量梯度儀標(biāo)定后,探測結(jié)果的RMSE減少了69.11%,證明了新型標(biāo)定方法的可行性和有效性;基于多因素磁探測模型對實(shí)際磁探測進(jìn)行模擬,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差百分比不超過10.16%,證明了多因素磁探測模型的準(zhǔn)確性;NARA法盲區(qū)分布規(guī)律的計算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果是相符合的,證明了多因素磁探測模型的正確性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM936
【部分圖文】：

第七一零研究所的楊云借助三軸線圈與差進(jìn)行了標(biāo)定，如圖 1-5 所示[43]。矢量向、準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)臺和設(shè)備的姿態(tài)，而且只能量標(biāo)定法不僅需要昂貴的實(shí)驗(yàn)成本，而且的應(yīng)用。

(2-球面網(wǎng)格剖分層數(shù) N=5 和 N=10 時的球面網(wǎng)格 剖分圖如圖 2-4 所示。從圖中可以看出，N 的值越大，網(wǎng)格剖分越均勻，但同時計算量也變大了。在球面剖分的均勻性不影響磁探測方法分析的情況下，可以選取最小的剖分層數(shù)來減少不必要的計算時間。

圖 2-6 傳感器理論坐標(biāo)系與實(shí)際坐標(biāo)系器存在不對準(zhǔn)誤差的理想輸出，Bm表示際輸出，bx、by、bz表示磁傳感器三個的比例系數(shù)，則磁傳感器自身誤差的模( )r f f mB = A K B b
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本文編號：2847665