第1章 地磁探测概论 1
1.1 地磁探测的目的与意义 2
1.2 地磁探测技术的发展 4
1.2.1 国外地磁探测技术的发展现状 4
1.2.2 国内地磁探测技术的发展现状 5
1.3 地磁探测在军事上的应用 7
1.3.1 地磁计转数炸点控制技术的应用 7
1.3.2 地磁探测姿态测量技术的应用 8
1.3.3 目标地磁探测技术的应用 9
参考文献 12
第2章 地磁场及其数学描述 13
2.1 地磁场概述 14
2.1.1 地磁场的起源 14
2.1.2 地磁场的组成 15
2.1.3 地磁矢量要素 16
2.2 地磁场的建模方法 17
2.2.1 球谐分析法 17
2.2.2 矩谐分析法 18
2.2.3 球冠谐分析法 19
2.2.4 泰勒多项式拟合法 19
2.3 常用地磁场模型 20
2.3.1 国际地磁参考场(IGRF) 20
2.3.2 世界磁场模型(WMM) 21
2.3.3 中国地磁参考场(ChinaGRF) 22
2.3.4 其他地磁模型 25
2.4 地磁场查询技术 27
2.4.1 全球地磁场查询 27
2.4.2 区域地磁场查询 34
参考文献 45
第3章 铁磁性材料与地磁场畸变 47
3.1 物质的磁性及磁化特性分析 48
3.1.1 物质的磁性分类 48
3.1.2 铁磁材料磁化特性分析 51
3.2 地磁场畸变 52
3.2.1 地磁畸变机理 52
3.2.2 铁磁性物体的磁偶极子模型 53
3.3 基于地磁畸变的目标探测技术 55
3.3.1 磁异常(MAD)探测技术 55
3.3.2 标准正交基函数(OBF)分解算法 56
3.3.3 改进的OBF分解算法 63
3.4 地磁畸变的补偿 70
3.4.1 环境干扰误差分析 70
3.4.2 地磁畸变的补偿原理 71
3.5 铁磁材料对低频磁场的屏蔽 76
3.5.1 舵机磁干扰屏蔽技术 76
3.5.2 弹体对地磁场屏蔽效能的近似计算 78
参考文献 82
第4章 引信地磁环境模拟技术 83
4.1 亥姆霍兹线圈基本原理 84
4.1.1 毕奥-萨伐尔定律 84
4.1.2 磁场叠加原理 85
4.1.3 圆形亥姆霍兹线圈磁场分布 85
4.2 正方形亥姆霍兹线圈磁场分析 86
4.2.1 线圈磁场计算方法 87
4.2.2 线圈在其轴线上的磁场分布 88
4.2.3 线圈在空间的磁场分布 91
4.2.4 三维线圈的磁场与线圈电流的对应关系 93
4.2.5 线圈磁场均匀性分析 95
4.3 交变磁场模拟技术 98
4.3.1 轴向交变磁场模拟 98
4.3.2 平面旋转磁场模拟 99
4.4 空间磁场模拟技术 99
4.4.1 空间磁场模拟系统组成 99
4.4.2 磁场模拟系统控制软件设计 103
4.4.3 磁场模拟系统的误差校正 108
4.5 空间磁场测量技术 121
4.5.1 F-40多维磁场测试系统 121
4.5.2 高精度位移系统 123
4.5.3 CH-330F三维磁通门计 123
4.5.4 自动控制软件 125
参考文献 126
第5章 引信磁场测量技术 127
5.1 地磁测量传感器 128
5.1.1 电磁感应线圈 128
5.1.2 各向异性磁阻传感器 129
5.1.3 隧道磁阻传感器 132
5.1.4 其他磁传感器 134
5.2 地磁信号调理电路 137
5.2.1 前端放大电路 137
5.2.2 程控增益放大电路 139
5.2.3 滤波电路 141
5.2.4 脉冲整形电路 145
5.3 地磁测量系统的组成 149
5.3.1 标量测量系统 149
5.3.2 矢量测量系统 149
5.3.3 场量测量系统 150
5.4 地磁测量误差分析与建模 150
5.4.1 地磁测量误差源分析 150
5.4.2 误差模型建立 153
5.5 地磁测量误差的静态校正 154
5.5.1 有外部参考基准的测量误差校正 154
5.5.2 无外部参考基准的测量误差校正 155
5.6 地磁测量误差的在线组合校正 160
5.6.1 基于递推最小二乘法的椭球拟合 160
5.6.2 椭球系数对误差补偿系数的转化方法 161
5.6.3 地磁检测组件测量误差在线组合校正流程 162
参考文献 163
第6章 地磁探测在弹体姿态测量中的应用 165
6.1 姿态角解算模型 166
6.1.1 坐标系与坐标变换 166
6.1.2 姿态角解算模型 168
6.2 姿态角二值解分析 170
6.2.1 俯仰角二值解分析 172
6.2.2 滚转角二值解分析 176
6.2.3 二值解的判别方法 180
6.3 直线弹道滚转测量 181
6.3.1 直线弹道下的滚转角解算模型 181
6.3.2 滚转角辨识系统总体设计 183
6.4 卫星定位辅助姿态测量 191
6.4.1 地磁信息感应装定系统 192
6.4.2 地磁信息感应装定系统结构 192
6.4.3 地磁信息感应装定系统工作流程 193
6.4.4 弹丸姿态角检测系统结构 194
6.4.5 弹丸姿态角检测系统软件流程 202
6.5 陀螺辅助姿态测量 206
6.5.1 陀螺姿态检测模型 206
6.5.2 地磁组件测量误差静态校正试验 208
6.5.3 地磁组件测量误差在线组合校正试验 211
6.5.4 地磁陀螺姿态检测系统设计及试验 213
参考文献 232
第7章 地磁探测在引信炸点控制中的应用 233
7.1 地磁计转数的原理及其实现方法 234
7.2 地磁计转数盲区分析 236
7.3 炮口区域抗干扰技术 239
7.4 地磁计转数模块设计 242
7.4.1 计转数传感器设计 242
7.4.2 信号调理电路设计 242
7.4.3 传感器信号调理电路测试 244
7.5 计转数引信软件设计 246
7.5.1 起始段计数方法 247
7.5.2 周期补偿算法 248
7.5.3 异常处理 249
7.6 计转数定距引信试验研究 249
7.6.1 试验系统简介 250
7.6.2 电子头计转数功能试验 251
7.6.3 炸点散布试验 252
7.7 计转数自测速炸点修正技术 253
7.7.1 自测速炸点修正原理 253
7.7.2 引信作用时间修正方法 254
7.7.3 炮口初速计算方法 261
7.7.4 计转数自测速误差分析 264
7.7.5 计转数自测速性能测试 270
7.7.6 自测速炸点修正效果验证 273
索引 276