磁梯度張量系統發展及其誤差校正研究現狀

李青竹， 李志寧， 張英堂， 尹 剛， 范紅波

(1. 陸軍工程大學石家莊校區車輛與電氣工程系， 河北 石家莊 050003； 2. 中國空氣動力研究與發展中心高速所， 四川 綿陽 621000)

磁異常探測(Magnetic Anomaly Detection，MAD)技術可以對地下或水下小尺度磁性目標進行定位與識別[1]，不但可以探測水雷、地雷和潛艇等帶有鐵磁性材料的武器裝備，還可以用于探測未爆彈，為實彈演習或訓練中遺留未爆彈的排除提供數據支持。磁異常探測技術發展過程大致分為總場探測、梯度場探測及磁梯度張量場探測3個階段[2]。相比總磁場強度、磁場矢量與磁矢量梯度測量，磁梯度張量測量[3]可提供更深度的磁場附加信息，不受定向誤差的控制，對空間取向與旋轉噪聲相對不敏感；同時擁有更高的空間分辨率，不易受周圍環境區域背景磁干擾與地磁日變影響。因而磁梯度張量探測技術被視為磁探測技術的下一次突破點[4]。國外研究者從20世紀70年代就已開展了磁梯度張量探測相關研究[5-6]，且已取得長足進展，而國內在理論研究、系統搭建及數據解釋方面尚處于起步階段。

磁梯度張量測量屬于微弱磁異信號測量，對設備精度要求很高，作為磁性目標探測的基礎，初始數據的準確性顯得尤為關鍵，現有條件搭建的磁梯度張量系統并非理想校調，且捷聯設備通常含有鐵磁性物體，會對環境產生干擾磁場，從而影響測量結果。各種綜合誤差因素使得張量測量誤差可達上千nT/m，因此必須對測量儀器進行校準并對載體進行磁干擾補償。……