一種近海水域磁異常信號檢測方法

杜德鋒 ,陳 帥 ,王 磊 ,孟凡凱

(1.中國人民解放軍91388 部隊,廣東 湛江,524002;2.中國船舶集團有限公司 第七一〇研究所,湖北 宜昌,443003;3.海軍工程大學 動力工程學院,湖北 武漢,430033)

0 引言

隨著海洋裝備的不斷發展,近海安全已成為各國最為關注的問題之一,對多物理場探測的要求不斷提高[1-3]。磁性目標在通過近海區域時,會引起周圍環境磁場分布變化,產生磁異常信號。通過將磁傳感器布置于敏感水域中,監測周圍磁場信號變化,可以檢測到通過的磁性目標[4-5]。磁異常探測屬于被動探測,隱蔽性強,功耗低,是未來近海防御中的關鍵一環。

磁場信號由于在空間中衰減較快,目標距離較遠時,探測到的磁異常信號較弱,通過信號特性常表現為極低頻能量信號。通過實測信號分析,磁場環境噪聲較大,目標與噪聲信號峰值比小于1,在低信噪比情況下很難直接通過時域波形區分出磁異常目標信號,微弱磁信號檢測成為磁異常探測中亟待解決的問題。磁異常探測方面,文獻[6]提出正交基檢測分解方法,將距離較遠目標模擬為磁偶極子模型進行檢測,已被證明為高斯噪聲下最優檢測方法;文獻[7]通過對航空反潛進行分析,驗證了標準正交基函數(orthonormal basis functions,OBF)檢測基于運動平臺進行磁性目標探測的效能,航空磁探是目前主要的磁異常探測方式,此方法需要搭載磁傳感器于飛行平臺中,常用于對某些可疑區域進行目標性搜尋,成本較大,難以進行長時間監控,對于近海防御需要提出新的解決思路。……