海洋環(huán)境地磁場三分量測量儀的設(shè)計與實現(xiàn)

2.海上任意地點`` 的求解

3.A矩陣的變換形式

對于任意的艦船姿態(tài)，都同時包含了艦船的橫搖、縱搖和航向3種狀態(tài)信息，但是為了分析問題的方便，可以把這種姿態(tài)看作是艦船沒有縱搖和橫搖角，并且處于正北磁航向狀態(tài)的時刻，順序經(jīng)歷了航向、縱搖和橫搖改變的3個獨立階段后形成的。亦即艦船在第一時刻只發(fā)生航向的改變，產(chǎn)生磁航向角 （見圖1（a））；然后在經(jīng)歷一次縱向搖擺，產(chǎn)生橫搖角 （見圖1（c））。經(jīng)歷這三個狀態(tài)以后，艦船的姿態(tài)就確定了。

因此，可以將A矩陣寫成3個矩陣 相乘的形式，即 ，其中：

4.磁場3分量獲得

對于任意航向上、任意測量船姿態(tài)下，磁傳感器處獲得的磁場值為：

(2)

對于具體某一條測量船來說，其K矩陣和固定干擾 一旦測出就是一個不變量，而磁場h值又是可以從三分量磁傳感器直接讀得的，因此在這里只有`` 是未知量。故將（2）式作如下變形：

(3)

很容易看出（3）式右側(cè)各參數(shù)都是已知的，不妨設(shè) ，其中向量T的物理意義是艦船不存在縱橫搖時、任意航向下地磁場在艦船坐標(biāo)系上的投影。這樣可以將（3）式寫成：

從而分別得到

3.2 硬件資源配置

硬件配置圖

該系統(tǒng)主要完成海平面上各種信息量的采集，并計算得出需要的結(jié)果。該系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：微處理器模塊、傳感器模塊、電源模塊和檢測量輸出模塊，原理圖如上。