Магнитометрический способ определения координат объекта

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическияРеспублик ощ 9 О 589 1(22) Заявлено 270380 (21) 2927213/18-21с присоединением заявки М 2(23) ПриоритетОпубликовано 150282, Бюллетень Мо бДата опубликования описания 15,02.82 311 М. Кл. з 6 01 Н 33/02 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ОБЪЕКТАизобретение 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 большого 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 локальныхмагнитных аномалий,Известен также способ определения координат места намагниченныхобъективовотносительно других подвижных объектов (судов), включающий измерение вектора напряженностимагнитного 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 дляопределения координат места немагнитных объектов, поскольку погрешностьопределения координат имеет большую. величину, так как определение пеленга при этом достигает 14 о. Крометого, в способе не исключается влияние.вариаций магнитных полей суднаи Земли.Цель изобретения - повышение точности измерения.25 Поставленная цель достигаетсятем, что в магнитометрическом способе определения координат объектапутем измерения напряженности егомагнитного поля и определения по 30 результатам измерения искомых коор"(5) 15 20 сти маг- ируемого 35 5 нформаиии,е при эксперН.Ю. Магнитнской транспо Источники принятые во вниман1. Рыбалтовский компасное дело. Мо 1975.2, Хвостор. ГеофиЛ. Вып, 15 55 ние векторов Ми г1 =О и выражени тся О тов Л.П.зическое1963,агнитный пеленгариборостроение. 4) б Туинат 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/1/, вектор которого М 8 сканируют в пространстве по заданному закону Ч(1,с,В,") с шагом сканирования Ь, т. е.М = М Ч(С, д., Ь, Г), (1) где с.,9, - углы, определяющие положение М 8 в системекоординат судна.На буксируемОм объекте 3 находится магнитометр 4, на который воздействует суммарный сектор напряженности магнитного поля т , равный(см. Фиг. 2).т =тд+ т+ т+ ть (2) где Т о - вектор напряженности геомагнитного поля;Т - вектор напряженности магнитного поля, действующийна магнитометр 4 от собственного магнитного полясудна;Т - вектор напряженнонитного поля буксобъекта 3;вектор напряженности маг 3нитного поля, действующийна магнитометр 4 от вспомогательного магнитногополя, созданного на суднебуксировщике, вектор магнитного момента которого МЬ.Магнитный момент. М 8 на расстояни г в точке расположения магнитометра 4 создает вектор напряженностимагнитного поля ат,т ="-ф 1 таятч, т) где Р " радиус-вектор, направленный иэ центра источникавспомогательного магнитного поля к точке нахождениямагнитометра 4;угол между направлениемвспомогательного магнитногомомента Ми радиусом-вектором Р.Когда направлесовпадает, то е (3) преобразуе и в этом случае значение модуля вектора от вспомогательного магнитного момента максимальноЧастоту 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 а пространственные углы положения радиуса вектора в системе координат судна определяются по формулам- - Г, соэЬ (,соэУМф= (6) где Мт, М, М- составляющие М/1/по осям Х, У, гсоответственно. Из (6) следует, что система ортогональных обмоток 2 должна совпадать с осями координат, судна 1.Таким образом, создание вспомогательного магнитного момента позволяет определить координаты как намагниченных, так и не магнитных объектов, а сканирование магнитного поля позволяет исключить влияние вариаций магнитных полей судна и Земли 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. Формула изобретения Магнитометрический способ опре,деления координат объекта путем измерения напряженности его магнитного поля и определения по результатам измерений искомых координат, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, создают на объекте сканирующее магнитное поле.Заказ 38 илиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,8 Тираж 718ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений3035, Москва, Ж, Рауш Подписноемитета СССРткрытийая наб., д. 4