磁异常数据的检测方法及装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910855319.5 (22)申请日 2019.09.11 (71)申请人 中国电子科技集团公司电子科学研 究院 地址 100041 北京市石景山区双园路11号 (72)发明人 王珺琳 (74)专利代理机构 工业和信息化部电子专利中 心 11010 代理人 于金平 (51)Int.Cl. G01V 3/08(2006.01) (54)发明名称 磁异常数据的检测方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种磁异常数据的检测方法 及装置， 所述方法包括： 构建检测目标相对于磁 传。

2、感器的圆弧运动轨迹所产生的磁异常数据的 模型； 根据磁异常数据的模型， 确定一组正交检 测基底； 根据正交检测基底与磁传感器在检测窗 口中的接收数据， 计算检测窗口的函数值； 根据 检测窗口的函数值， 判断磁异常数据是否存在。 采用本发明， 通过构造磁传感器圆弧运动轨迹 下， 检测目标磁异常数据的正交检测基底， 可以 实现圆弧运动下磁异常检测， 相对于标准正交基 分解(OBF)方法， 具有更高的信噪比， 检测效果更 佳。 权利要求书3页 说明书11页 附图13页 CN 110673219 A 2020.01.10 CN 110673219 A 1.一种磁异常数据的检测方法， 其特征在于， 包括。

3、： 构建检测目标相对于磁传感器的圆弧运动轨迹所产生的磁异常数据的模型； 根据所述磁异常数据的模型， 确定一组正交检测基底； 根据所述正交检测基底与所述磁传感器在检测窗口中的接收数据， 计算所述检测窗口 的函数值； 根据所述检测窗口的函数值， 判断所述磁异常数据是否存在。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述构建检测目标相对于磁传感器的圆弧运 动轨迹所产生的磁异常数据的模型包括： 以所述检测目标为原点， 所述圆弧运动轨迹的圆心在所述检测目标所在平面上的投影 点、 与所述检测目标之间的连线为Y轴， 垂直所述Y轴向上为Z轴， 垂直所述Y轴与Z轴为X轴， 建立三轴坐标系； 基于所述三轴坐标。

4、系， 确定所述检测目标与所述磁传感器的距离矢量所述检测目标 的磁矩矢量以及地磁矢量 基于所述所述以及所述根据公式1-2构建所述检测目标相对于所述磁传感 器的圆弧运动轨迹所产生的磁异常数据的模型： 其中，0为空气中的磁导率。 3.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述磁异常数据的模型， 确定一组 正交检测基底， 包括： 将所述磁异常数据的模型分解为多个基底函数； 根据每个所述基底函数的特性， 选择两个所述基底函数作为一组正交检测基底。 4.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述正交检测基底与所述磁传感器 在检测窗口中的接收数据， 计算所述检测窗口的函数值， 包括： 根。

5、据公式3确定所述检测窗口的长度： 其中， s为所述正交检测基底中圆心角范围的起始值， e为所述正交检测基底中圆心角 范围的终值， 为采样角度间隔； 获取所述磁传感器在所述检测窗口中的接收数据； 将所述正交检测基底分别与所述接收数据乘积累加， 以获得所述检测窗口的两个函数 值。 5.如权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述检测窗口的函数值， 判断所述 磁异常数据是否存在， 包括： 计算两个所述函数值的平方和以构造检测函数； 当所述检测函数在所述检测窗口出现峰值， 则确定所述检测窗口内存在所述磁异常数 权利要求书 1/3 页 2 CN 110673219 A 2 据。 6.一种磁异常数。

6、据的检测装置， 其特征在于， 包括： 构建模块， 用于构建检测目标相对于磁传感器的圆弧运动轨迹所产生的磁异常数据的 模型； 分析模块， 用于根据所述磁异常数据的模型， 确定一组正交检测基底； 计算模块， 用于根据所述正交检测基底与所述磁传感器在检测窗口中的接收数据， 计 算所述检测窗口的函数值； 判断模块， 用于根据所述检测窗口的函数值， 判断所述磁异常数据是否存在。 7.如权利要求6所述的装置， 其特征在于， 所述构建模块， 用于： 以所述检测目标为原点， 所述圆弧运动轨迹的圆心在所述检测目标所在平面上的投影 点、 与所述检测目标之间的连线为Y轴， 垂直所述Y轴向上为Z轴， 垂直所述Y轴与Z。

7、轴为X轴， 建立三轴坐标系； 基于所述三轴坐标系， 确定所述检测目标与所述磁传感器的距离矢量所述检测目标 的磁矩矢量以及地磁矢量 基于所述所述以及所述根据公式1-2构建所述检测目标相对于所述磁传感 器的圆弧运动轨迹所产生的磁异常数据的模型： 其中，0为空气中的磁导率。 8.如权利要求6所述的装置， 其特征在于， 所述分析模块， 用于： 将所述磁异常数据的模型分解为多个基底函数； 根据每个所述基底函数的特性， 选择两个所述基底函数作为一组正交检测基底。 9.如权利要求6所述的装置， 其特征在于， 所述计算模块， 用于： 根据公式3确定所述检测窗口的长度： 其中， s为所述正交检测基底中圆心角范围。

8、的起始值， e为所述正交检测基底中圆心角 范围的终值， 为采样角度间隔； 获取所述磁传感器在所述检测窗口中的接收数据； 将所述正交检测基底分别与所述接收数据乘积累加， 以获得所述检测窗口的两个函数 值。 10.如权利要求9所述的装置， 其特征在于， 所述判断模块， 用于： 计算两个所述函数值的平方和以构造检测函数； 当所述检测函数在所述检测窗口中出现峰值， 则确定所述检测窗口内存在所述磁异常 数据。 11.一种磁异常数据的检测设备， 其特征在于， 包括： 存储器、 处理器及存储在所述存储 器上并可在所述处理器上运行的计算机程序， 所述计算机程序被所述处理器执行时实现如 权利要求书 2/3 页 。

9、3 CN 110673219 A 3 权利要求1至5中任一项所述的磁异常数据的检测方法的步骤。 12.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质上存储有信息传 递的实现程序， 所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的磁异常数据 的检测方法的步骤。 权利要求书 3/3 页 4 CN 110673219 A 4 磁异常数据的检测方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及地球物理学技术领域， 尤其涉及一种磁异常数据的检测方法及装置。 背景技术 0002 地球磁场在一定区域内可看作是均匀的， 磁性目标处于地磁场中被磁化， 使得该 区域均匀分布的地磁场出现扰动， 产生。

10、磁异常信号， 而这个磁异常信号可被装有磁传感器 的飞机飞过这片区域时探测到。 然而， 远距离的目标信号由于磁感应强度极低往往淹没在 背景磁噪声中， 因而需要利用有效的航空磁异常检测技术提高检测性能。 0003 相关技术中， 航空磁异常检测技术主要以能量检测方法为主， 主要从目标磁场特 征和背景磁场特征两方面着手。 其中， 基于目标磁场特征的最具代表性的研究为Boris Ginzburg等人在2002年提出的标准正交基分解(OBF)方法， 该方法将磁偶极子模型分解成 三个正交基底线性组合的形式， 然后利用背景噪声与正交基底不相关的特性， 通过接收数 据与三个不同正交基底的乘积求和实现目标信号能量。

11、积累， 从而提高信噪比， 达到弱磁信 号检测的目的。 0004 然而， OBF方法是基于运动轨迹为直线时的假设条件， 没有考虑转弯运动对检测性 能的影响。 但在实际检测过程中， 根据不同搜索策略， 飞机需要进行不同程度的转弯运动， 以满足搜索需求。 此时， 目标模型不再满足OBF方法中的标准正交基分解， 造成检测性能大 幅度下降。 发明内容 0005 本发明实施例提供一种磁异常数据的检测方法及装置， 用以解决现有技术中圆弧 运动过程中对于目标检测效果差的问题。 0006 一方面， 本发明实施例提出一种磁异常数据的检测方法， 包括： 0007 构建检测目标相对于磁传感器的圆弧运动轨迹所产生的磁异。

12、常数据的模型； 0008 根据所述磁异常数据的模型， 确定一组正交检测基底； 0009 根据所述正交检测基底与所述磁传感器在检测窗口中的接收数据， 计算所述检测 窗口的函数值； 0010 根据所述检测窗口的函数值， 判断所述磁异常数据是否存在。 0011 根据本发明的一些实施例， 所述构建检测目标相对于磁传感器的圆弧运动轨迹所 产生的磁异常数据的模型包括： 0012 以所述检测目标为原点， 所述圆弧运动轨迹的圆心在所述检测目标所在平面上的 投影点、 与所述检测目标之间的连线为Y轴， 垂直所述Y轴向上为Z轴， 垂直所述Y轴与Z轴为X 轴， 建立三轴坐标系； 0013基于所述三轴坐标系， 确定所述。

13、检测目标与所述磁传感器的距离矢量所述检测 目标的磁矩矢量以及地磁矢量 说明书 1/11 页 5 CN 110673219 A 5 0014基于所述所述以及所述根据公式1-2构建所述检测目标相对于所述磁 传感器的圆弧运动轨迹所产生的磁异常数据的模型： 0015 0016 0017 其中，0为空气中的磁导率。 0018 根据本发明的一些实施例， 所述根据所述磁异常数据的模型， 确定一组正交检测 基底， 包括： 0019 将所述磁异常数据的模型分解为多个基底函数； 0020 根据每个所述基底函数的特性， 选择两个所述基底函数作为一组正交检测基底。 0021 根据本发明的一些实施例， 所述根据所述正交。

14、检测基底与所述磁传感器在检测窗 口中的接收数据， 计算所述检测窗口的函数值， 包括： 0022 根据公式3确定所述检测窗口的长度： 0023 0024 其中， s为所述正交检测基底中圆心角范围的起始值， e为所述正交检测基底中圆 心角范围的终值， 为采样角度间隔； 0025 获取所述磁传感器在所述检测窗口中的接收数据； 0026 将所述正交检测基底分别与所述接收数据乘积累加， 以获得所述检测窗口的两个 函数值。 0027 在本发明的一些实施例中， 所述根据所述检测窗口的函数值， 判断所述磁异常数 据是否存在， 包括： 0028 计算两个所述函数值的平方和以构造检测函数； 0029 当所述检测函。

15、数在所述检测窗口出现峰值， 则确定所述检测窗口内存在所述磁异 常数据。 0030 本发明实施例还提出一种磁异常数据的检测设备， 包括： 存储器、 处理器及存储在 所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序， 所述计算机程序被所述处理器执行 时实现如上所述的磁异常数据的检测方法的步骤。 0031 本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质上存储 有信息传递的实现程序， 所述程序被处理器执行时实现如上所述的磁异常数据的检测方法 的步骤。 0032 另一方面， 本发明实施例还提出一种磁异常数据的检测装置， 包括： 0033 构建模块， 用于构建检测目标相对于磁传感器的圆弧。

16、运动轨迹所产生的磁异常数 据的模型； 0034 分析模块， 用于根据所述磁异常数据的模型， 确定一组正交检测基底； 0035 计算模块， 用于根据所述正交检测基底与所述磁传感器在检测窗口中的接收数 据， 计算所述检测窗口的函数值； 0036 判断模块， 用于根据所述检测窗口的函数值， 判断所述磁异常数据是否存在。 说明书 2/11 页 6 CN 110673219 A 6 0037 根据本发明的一些实施例， 所述构建模块， 用于： 0038 以所述检测目标为原点， 所述圆弧运动轨迹的圆心在所述检测目标所在平面上的 投影点、 与所述检测目标之间的连线为Y轴， 垂直所述Y轴向上为Z轴， 垂直所述Y。

17、轴与Z轴为X 轴， 建立三轴坐标系； 0039基于所述三轴坐标系， 确定所述检测目标与所述磁传感器的距离矢量所述检 测目标的磁矩矢量以及地磁矢量 0040基于所述所述以及所述根据公式1-2构建所述检测目标相对于所述磁 传感器的圆弧运动轨迹所产生的磁异常数据的模型： 0041 0042 0043 其中，0为空气中的磁导率。 0044 根据本发明的一些实施例， 所述分析模块， 用于： 0045 将所述磁异常数据的模型分解为多个基底函数； 0046 根据每个所述基底函数的特性， 选择两个所述基底函数作为一组正交检测基底。 0047 根据本发明的一些实施例， 所述计算模块， 用于： 0048 根据公式。

18、3确定所述检测窗口的长度： 0049 0050 其中， s为所述正交检测基底中圆心角范围的起始值， e为所述正交检测基底中圆 心角范围的终值， 为采样角度间隔； 0051 获取所述磁传感器在所述检测窗口中的接收数据； 0052 将所述正交检测基底分别与所述接收数据乘积累加， 以获得所述检测窗口的两个 函数值。 0053 在本发明的一些实施例中， 所述判断模块， 用于： 0054 计算两个所述函数值的平方和以构造检测函数； 0055 当所述检测函数在所述检测窗口中出现峰值， 则确定所述检测窗口内存在所述磁 异常数据。 0056 采用本发明实施例， 通过构造磁传感器圆弧运动轨迹下， 检测目标磁异常。

19、数据的 正交检测基底， 可以实现圆弧运动下磁异常检测， 相对于标准正交基分解(OBF)方法， 具有 更高的信噪比， 检测效果更佳。 0057 上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施， 并且为了让本发明的上述和其它目的、 特征和优点能够 更明显易懂， 以下特举本发明的具体实施方式。 附图说明 0058 通过阅读下文优选实施方式的详细描述， 各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。 附图仅用于示出优选实施方式的目的， 而并不认为是对本发明 说明书 3/11 页 7 CN 110673219 A 7 的限制。 而且在。

20、整个附图中， 用相同的参考符号表示相同的部件。 在附图中： 0059 图1是本发明实施例中磁异常数据的检测方法的流程图； 0060 图2是本发明实施例中三轴坐标系的示意图； 0061 图3是本发明实施例中三轴坐标系的示意图； 0062 图4是本发明实施例中基底函数示意图， 其中 0.1； 0063 图5是本发明实施例中基底函数示意图， 其中 0.3； 0064 图6是本发明实施例中基底函数示意图， 其中 0.5； 0065 图7是本发明实施例中基底函数示意图， 其中 0.7； 0066 图8是本发明实施例中基底函数示意图， 其中 0.9； 0067 图9是本发明实施例一中磁传感器在三轴坐标系下。

21、的运动轨迹； 0068 图10是本发明实施例一中仿真得到的检测目标的磁异常数据的曲线图； 0069 图11是本发明实施例一中磁传感器的接收数据的曲线图； 0070 图12是本发明实施例一中采用本发明实施例的磁异常数据的检测方法(OBF- circle)和传统OBF方法所得到的检测结果对比示意图； 0071 图13是本发明实施例二中磁传感器在三轴坐标系下的运动轨迹； 0072 图14是本发明实施例二中仿真得到的检测目标的磁异常数据的曲线图； 0073 图15是本发明实施例二中磁传感器的接收数据的曲线图； 0074 图16是本发明实施例二中采用本发明实施例的磁异常数据的检测方法(OBF- circ。

22、le)和传统OBF方法所得到的检测结果对比示意图； 0075 图17是本发明实施例三中磁传感器在三轴坐标系下的运动轨迹； 0076 图18是本发明实施例三中仿真得到的检测目标的磁异常数据的曲线图； 0077 图19是本发明实施例三中磁传感器的接收数据的曲线图； 0078 图20是本发明实施例三中采用本发明实施例的磁异常数据的检测方法(OBF- circle)和传统OBF方法所得到的检测结果对比示意图； 0079 图21是本发明实施例四中磁传感器在三轴坐标系下的运动轨迹； 0080 图22是本发明实施例四中仿真得到的检测目标的磁异常数据的曲线图； 0081 图23是本发明实施例四中磁传感器的接收。

23、数据的曲线图； 0082 图24是本发明实施例四中采用本发明实施例的磁异常数据的检测方法(OBF- circle)和传统OBF方法所得到的检测结果对比示意图。 具体实施方式 0083 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。 虽然附图中显示了本公开 的示例性实施例， 然而应当理解， 可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例 所限制。 相反， 提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开， 并且能够将本公开的范围 完整的传达给本领域的技术人员。 0084 一方面， 本发明实施例提出一种磁异常数据的检测方法， 如图1所示， 所示检测方 法包括： 0085 S101， 构建检测目标相对。

24、于磁传感器的圆弧运动轨迹所产生的磁异常数据的模 型； 说明书 4/11 页 8 CN 110673219 A 8 0086 可以理解的是， 用于检测检测目标的磁传感器的运动轨迹类似于圆弧轨迹。 磁传 感器在运动过程中与检测目标的相对位置是时刻发生变化的， 则磁传感器所能检测到的检 测目标产生的磁异常数据也是随之变化的。 需要基于磁传感器的圆弧轨迹， 建立检测目标 所产生的磁异常数据的模型。 0087 S102， 根据磁异常数据的模型， 确定一组正交检测基底； 0088 可以理解的是， 磁异常数据的模型经过分解、 筛选后可以确定出两个正交检测基 底。 0089 S103， 根据正交检测基底与磁传。

25、感器在检测窗口中的接收数据， 计算检测窗口的 函数值； 0090 需要说明的是， 磁传感器是通过采样的方式采集接收数据的， 即接收数据是离散 型的， 这里所提到的 “检测窗口” 可以理解为包含有至少一个接收数据。 0091 S104， 根据检测窗口的函数值， 判断磁异常数据是否存在。 0092 可以理解的是， 通过对统计出的检测窗口的函数值分析， 可以确定是否存在磁异 常数据， 以确定是否存在检测目标。 0093 采用本发明实施例， 通过构造磁传感器圆弧运动轨迹下， 检测目标磁异常数据的 正交检测基底， 可以实现圆弧运动下磁异常检测， 相对于标准正交基分解(OBF)方法， 具有 更高的信噪比，。

26、 检测效果更佳。 0094 在上述实施例的基础上， 进一步提出各变型实施例， 在此需要说明的是， 为了使描 述简要， 在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。 0095 根据本发明的一些实施例， 构建检测目标相对于磁传感器的圆弧运动轨迹所产生 的磁异常数据的模型包括： 0096 如图2及图3所示， 以检测目标为原点O， 圆弧运动轨迹的圆心在检测目标所在平面 上的投影点O、 与检测目标(即原点O)之间的连线为Y轴， 垂直Y轴向上为Z轴， 垂直Y轴与Z轴 为X轴， 建立三轴坐标系； 0097 需要说明的是， 这里所提到的 “检测目标所在平面” 可以理解为检测目标所在的水 平面。 0098基于。

27、三轴坐标系， 确定检测目标与磁传感器的距离矢量检测目标的磁矩矢量 以及地磁矢量 0099基于以及根据公式1-2构建检测目标相对于磁传感器的圆弧运动轨迹 所产生的磁异常数据的模型： 0100 0101 0102 其中，0为空气中的磁导率， 其值为4 *10-7H/m。 0103 例如， 假设检测目标是静止不动的， 磁传感器与目标之间的高度差也是不变的， 检 测目标的磁矩矢量可表示为地磁矢量可表示为基 于建立的三轴坐标系， 检测目标与磁传感器的距离矢量 可以用公式4表示： 说明书 5/11 页 9 CN 110673219 A 9 0104 0105 其中， R为圆弧运动轨迹所对应的半径， 为磁传。

28、感器在某一时间点在圆弧运动轨 迹中对应的圆心角， 即磁传感器的位置点在检测目标所在平面上的投影点与O的连线、 与Y 轴正方向的夹角， H为O与O的距离， Z0为检测目标到圆弧运动轨迹所在的水平面的垂直距 离。 0106 令k1R/Z0,k2H/Z0， 则公式4可以表示为公式5： 0107 0108 由磁偶极子模型可知， 空间任一点处的检测目标的磁感应强度可以用公式1表示： 0109 0110 由于检测目标的磁感应强度远小于地磁场， 故磁传感器测得的检测目标的磁感应 强度可以用公式2表示： 0111 0112令将公式1、 5代入公式2可得 磁异常数据的模型， 参考公式6： 0113 0114 其。

29、中， 是随时间变化的， 即 (t)， i为常数。 0115 根据本发明的一些实施例， 根据磁异常数据的模型， 确定一组正交检测基底， 包 括： 0116 将磁异常数据的模型分解为多个基底函数； 0117 根据每个基底函数的特性， 选择两个基底函数作为一组正交检测基底。 0118 例如， 假设磁异常数据的模型如公式6所示， 将公式6进行分解可得， 0119 i表达式如下所示： 0120 0121 i( )表达式为： 说明书 6/11 页 10 CN 110673219 A 10 0122 0123其中，i( )则公式6中磁异常数据的模型对应的 基底函数。 0124 根据三角函数的特点， 上述5个。

30、基底函数需满足如下正交关系： 0125 0126 由于 在不同情况下的值不同， 对应的i( )也不同， 图4-图8为5个基底函数在5 个不同 值下的函数图， 图4-图8中的 分别取0.1、 0.3、 0.5、 0.7、 0.9。 从图4-图8可以看出， i( ),i1,3,5彼此相关， j( ),i2,4彼此相关(值越大， 相关系数 越接近1)。 正交检 测基底可以从i( ),i1,3,5和j( ),i2,4中选取。 0127 进一步的， 可以根据基于随着 和 变化， 收敛速度最快的选取原则选择两个基底 函数作为正交检测基底。 例如， 可以选择1( )和2( )作为一组正交检测基底， 并令 0。

31、.3， 对应的， -4 /9,4 /9。 0128 构造正交检测基底的目的是为了最大化正交检测基底与磁异常数据的乘积， 最小 化正交检测基底与噪声数据的乘积， 从而提高检测信噪比。 0129 根据本发明的一些实施例， 根据正交检测基底与磁传感器在检测窗口中的接收数 据， 计算检测窗口的函数值， 包括： 0130 根据公式3确定检测窗口的长度： 0131 0132 其中， s为正交检测基底中圆心角范围的起始值， e为正交检测基底中圆心角范围 的终值， 为采样角度间隔； 0133例如， 当正交检测基底中圆心角范围为 -4 /9,4 /9， 则 0134 获取磁传感器在检测窗口中的接收数据； 013。

32、5 将正交检测基底分别与接收数据乘积累加， 以获得检测窗口的两个函数值。 0136 例如， 根据公式7计算检测窗口的两个函数值， 0137 0138 其中， m表示第m个时刻的检测窗口， xm(n)表示第m个时刻的检测窗口中第n个接收 数据。 说明书 7/11 页 11 CN 110673219 A 11 0139 进一步的， 采样角度间隔 可以根据公式8计算获得： 0140 v/(fsR) 公式8； 0141 其中， v为磁传感器的运行速度， fs为磁传感器的接收数据采集频率， 即采样频率。 0142 在本发明的一些实施例中， 根据检测窗口的函数值， 判断磁异常数据是否存在， 包 括： 01。

33、43 计算两个函数值的平方和以构造检测函数； 0144 例如， 根据公式9构造检测函数， 0145 0146 当检测函数在检测窗口出现峰值， 则确定检测窗口内存在磁异常数据。 0147 可以理解的是， 从公式9可知， E(m)与时间有关， 当E(m)出现明显峰值， 即可确定磁 异常数据存在。 0148 本发明实施例还提出一种磁异常数据的检测设备， 包括： 存储器、 处理器及存储在 存储器上并可在处理器上运行的计算机程序， 计算机程序被处理器执行时实现如上的磁异 常数据的检测方法的步骤。 0149 本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质， 计算机可读存储介质上存储有信 息传递的实现程序， 程序。

34、被处理器执行时实现如上的磁异常数据的检测方法的步骤。 0150 另一方面， 本发明实施例还提出一种磁异常数据的检测装置， 包括： 0151 构建模块， 用于构建检测目标相对于磁传感器的圆弧运动轨迹所产生的磁异常数 据的模型； 0152 分析模块， 用于根据磁异常数据的模型， 确定一组正交检测基底； 0153 计算模块， 用于根据正交检测基底与磁传感器在检测窗口中的接收数据， 计算检 测窗口的函数值； 0154 判断模块， 用于根据检测窗口的函数值， 判断磁异常数据是否存在。 0155 根据本发明的一些实施例， 构建模块， 用于： 0156 以检测目标为原点， 圆弧运动轨迹的圆心在检测目标所在平。

35、面上的投影点、 与检 测目标之间的连线为Y轴， 垂直Y轴向上为Z轴， 垂直Y轴与Z轴为X轴， 建立三轴坐标系； 0157基于三轴坐标系， 确定检测目标与磁传感器的距离矢量检测目标的磁矩矢量 以及地磁矢量 0158基于以及根据公式1-2构建检测目标相对于磁传感器的圆弧运动轨迹 所产生的磁异常数据的模型： 0159 0160 0161 其中，0为空气中的磁导率。 0162 根据本发明的一些实施例， 分析模块， 用于： 0163 将磁异常数据的模型分解为多个基底函数； 0164 根据每个基底函数的特性， 选择两个基底函数作为一组正交检测基底。 说明书 8/11 页 12 CN 110673219 A。

36、 12 0165 根据本发明的一些实施例， 计算模块， 用于： 0166 根据公式3确定检测窗口的长度： 0167 0168 其中， s为正交检测基底中圆心角范围的起始值， e为正交检测基底中圆心角范围 的终值， 为采样角度间隔； 0169 获取磁传感器在检测窗口中的接收数据； 0170 将正交检测基底分别与接收数据乘积累加， 以获得检测窗口的两个函数值。 0171 在本发明的一些实施例中， 判断模块， 用于： 0172 计算两个函数值的平方和以构造检测函数； 0173 当检测函数在检测窗口中出现峰值， 则确定检测窗口内存在磁异常数据。 0174 采用本发明实施例， 通过构造磁传感器圆弧运动轨。

37、迹下， 检测目标磁异常数据的 正交检测基底， 可以实现圆弧运动下磁异常检测， 相对于标准正交基分解(OBF)方法， 具有 更高的信噪比， 检测效果更佳。 0175 下面通过四个具体的实施例， 进一步的说明采用本发明实施例的磁异常检测方法 相对于现有技术中的标准正交基分解(OBF)方法具有更佳的检测效果。 需要说明的是， 下面 实施例中， 磁传感器承载于飞机， 可以将飞机等同于磁传感器。 0176 实施例一 0177 飞机做180 的圆弧转弯运动， 圆弧的半径R为1000m， 飞行速度v为30m/s， 采样率fs 为10Hz， 坐标系原点O和圆弧的圆心在检测目标所在的平面上的投影点O的距离H80。

38、0m， 检测目标到飞行平面的垂直距离Z0200m， 检测目标的相关参数及地磁的相关参数如表1 所示。 0178 表1检测目标的相关参数及地磁的相关参数 0179 0180 通过仿真， 给出磁传感器(飞机)在三轴坐标系下的运动轨迹如图9所示， 仿真得到 的检测目标的磁异常数据的曲线图如图10所示； 加入高斯白噪声作为背景噪声(信噪比为- 20dB)， 得到的接收数据的曲线如图11所示， 图12分别显示了利用本发明实施例中磁异常数 据的检测方法(实线)和传统OBF方法(虚线)进行磁异常检测得到的结果。 0181 实施例二 0182 飞机做180 的圆弧转弯运动， 圆弧的半径R为500m， 飞行速度。

39、v为30m/s， 采样率fs 为10Hz， 坐标系原点O和圆弧的圆心在检测目标所在的平面上的投影点O的距离H100m， 检测目标到飞行平面的垂直距离Z0200m， 检测目标的相关参数及地磁的相关参数如表2 所示。 0183 表2检测目标的相关参数及地磁的相关参数 说明书 9/11 页 13 CN 110673219 A 13 0184 0185 通过仿真， 给出飞机在目三轴坐标系下的运动轨迹如图13所示， 仿真得到的检测 目标的磁异常数据的曲线如图14所示； 加入高斯白噪声作为背景噪声(信噪比为-20dB)， 得 到的接收数据的曲线图如图15所示， 图16分别显示了利用本发明实施例中磁异常数据。

40、的检 测方法(实线)和传统OBF方法(虚线)进行磁异常检测得到的结果。 0186 实施例三 0187 飞机做180 的圆弧转弯运动， 圆弧的半径R为1000m， 飞行速度v为30m/s， 采样率fs 为10Hz， 坐标系原点O和圆弧的圆心在检测目标所在的平面上的投影点O的距离H1100m， 检测目标到飞行平面的垂直距离Z0300m， 检测目标的相关参数及地磁的相关参数如表3 所示。 0188 表3检测目标的相关参数及地磁的相关参数 0189 0190 通过仿真， 给出飞机在目三轴坐标系下的运动轨迹如图17所示， 仿真得到的检测 目标的磁异常数据的曲线图如图18所示； 加入高斯白噪声作为背景噪声。

41、(信噪比为-20dB)， 得到的接收数据的曲线图如图19所示， 20分别显示了利用本发明实施例中磁异常数据的检 测方法(实线)和传统OBF方法(虚线)进行磁异常检测得到的结果。 0191 实施例四 0192 飞机做90 的圆弧转弯运动， 圆弧的半径R为1000m， 飞行速度v为30m/s， 采样率fs 为10Hz， 坐标系原点O和圆弧的圆心在检测目标所在的平面上的投影点O的距离H800m， 检测目标到飞行平面的垂直距离Z0200m， 检测目标的相关参数及地磁的相关参数如表4 所示。 0193 表4检测目标的相关参数及地磁的相关参数 0194 0195 通过仿真， 给出飞机在目三轴坐标系下的运动。

42、轨迹如图21所示， 仿真得到的检测 目标的磁异常数据的曲线图如图22所示； 加入高斯白噪声作为背景噪声(信噪比为-20dB)， 得到的接收数据的曲线图如图23所示， 图24分别显示了利用本发明实施例中磁异常数据的 检测方法(实线)和传统OBF方法(虚线)进行磁异常检测得到的结果。 0196 从上述四个实施例可知， 通过采用本发明实施例的磁异常数据的检测方法比传统 OBF方法具有更好的检测效果。 说明书 10/11 页 14 CN 110673219 A 14 0197 需要说明的是， 在本说明书的描述中， 参考术语 “一个实施例” 、“一些实施例” 、“示 意性实施例” 、“示例” 、“具体示。

43、例” 、 或 “一些示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述 的具体特征、 结构、 材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。 在本说明书 中， 对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。 而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 0198 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 本领域的普通技术人员可以理解： 在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换和变型， 本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。 说明书 11/11 页 15 CN 110673219 A 15 图1 图。

44、2 说明书附图 1/13 页 16 CN 110673219 A 16 图3 图4 说明书附图 2/13 页 17 CN 110673219 A 17 图5 图6 说明书附图 3/13 页 18 CN 110673219 A 18 图7 图8 说明书附图 4/13 页 19 CN 110673219 A 19 图9 图10 说明书附图 5/13 页 20 CN 110673219 A 20 图11 图12 说明书附图 6/13 页 21 CN 110673219 A 21 图13 说明书附图 7/13 页 22 CN 110673219 A 22 图14 说明书附图 8/13 页 23 CN 110673219 A 23 图15 图16 说明书附图 9/13 页 24 CN 110673219 A 24 图17 图18 说明书附图 10/13 页 25 CN 110673219 A 25 图19 图20 说明书附图 11/13 页 26 CN 110673219 A 26 图21 图22 说明书附图 12/13 页 27 CN 110673219 A 27 图23 图24 说明书附图 13/13 页 28 CN 110673219 A 28 。