国家自然科学基金(51175507)
- 作品数：12 被引量：85H指数：6
- 相关作者：潘孟春罗飞路李季陈棣湘张琦更多>>
- 相关机构：国防科学技术大学中国人民解放军95835部队西北核技术研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程电子电信天文地球更多>>
- 基于形态滤波和HHT的地磁信号分析与预处理被引量：30
- 2012年
- 在地磁导航技术中,为获得精确的地磁场值,必须对信号中含有的各种噪声进行处理。针对地磁测量信号中含有的噪声特点,提出将形态滤波与Hilbert-Huang变换结合起来,先用形态滤波对数据进行处理,消除瞬时强脉冲的影响,再将信号进行经验模态分解,作出其二维时频谱图,分析信号中含有的噪声的特点,并根据分解的结果确定阈值,对各分量进行低通滤波,然后再重构。通过实际采集的数据对所提出的方法进行了验证,结果表明提出的方法可以有效地对地磁测量信号中的各种噪声进行处理。
- 李季潘孟春唐莺罗飞路
- 关键词：地磁导航形态滤波HILBERT-HUANG变换预处理
- 高速导航载体干扰磁场补偿方法研究
- 2013年
- 在地磁导航中，磁力仪容易受到载体磁场的干扰，产生输出偏差，因此必须对其进行补偿。从分析高速载体干扰磁场的特点人手，提出测量地磁场矢量、补偿总场的干扰磁场补偿方法。首先推导出了求取载体干扰磁场系数的数学模型，并根据测量值利用最小二乘法估计出载体磁场参数，然后再利用估计出的参数值对测量值进行补偿，最后用仿真验证了方法的正确性和可行性。研究结果对于高速航行载体干扰磁场的补偿具有重要的指导意义。
- 李季潘孟春罗飞路庞新良
- 关键词：地磁导航
- 小型地磁传感器的低噪声前置放大电路设计被引量：2
- 2012年
- 一些小型地磁传感器输出噪声电压水平在10 nV/Hz左右,现有nV级噪声水平的前置放大器体积太大难以满足其信号调理需求.针对这个问题,本文阐述了低噪声放大电路输入级设计原理,利用Multisim对输入级电路等效输入噪声电压等指标进行仿真,研制出一种基于差分输入的小型低噪声前置放大电路.给出了电路关键性能指标的仿真和测试结果,测试结果表明该电路具有良好的噪声特性和共模抑制比,噪声电压水平仅为3.7 nV/(Hz)～(1/2)@3.5 kHz,共模抑制比110 dB,增益为100～1 000连续可调.
- 胡靖华潘孟春田武刚胡佳飞
- 关键词：低噪声前置放大器
- 磁阻型弱磁传感器特性自动测试系统被引量：6
- 2013年
- 随着磁阻型弱磁传感器的深入研究和广泛应用,方便、快速的测量传感器低频噪声、灵敏度、非线性等特性已成为研究其低频弱磁场测量能力的基础。设计开发了一套弱磁传感器特性自动测试系统,其自身的噪声平方根谱密度小于槡5 nV/Hz(在10kHz)。它包括亥姆霍兹线圈、惠斯登电桥和低噪声放大器、磁屏蔽桶、高精度数据采集卡和PC等硬件模块,采用互相关功率谱分析方法得到传感器低频噪声,通过传感器输入输出特性曲线得到其灵敏度和非线性等参数。利用该系统对商业化巨磁阻传感器AA002进行了测试,得到其在6 V供电时噪声平方根普密度约为槡10 nV/Hz(在10 kHz),线性范围内的灵敏度为3.35 mV/(G.V-1)。结果表明该系统为研究和分析磁阻型弱磁传感器的特性提供了一种有效的检测手段。
- 田武刚胡佳飞王伟潘孟春陈棣湘
- 关键词：自动测试系统低频噪声
- 基于无迹卡尔曼滤波和设备的三轴磁强计校正被引量：10
- 2012年
- 采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)磁强计模型参数估计方法,提出对三轴磁强计的总量及分量误差进行校正。采用高精度质子磁力仪提供磁场基准值,借助无磁转台实现磁强计全方位转动,对一款DM-050三轴磁强计进行了参数估计,并将参数估计值运用到总量和分量校正。仿真结果表明,参数估计值与磁强计实际参数值一致。校正后,磁强计总量误差从427.9 nT减少到2.06 nT;X、Y、Z轴分量误差分别减少到1.84 nT、1.96 nT、1.72 nT。而且证明了UKF对磁强计模型参数估计的重复性良好,并研究了噪声幅度大小对UKF的性能影响程度。实验结果表明,磁强计误差从114.94 nT减少到14.47 nT,表明该方法能有效提高磁强计测量精度。
- 庞鸿锋潘孟春陈棣湘罗诗途罗飞路
- 关键词：三轴磁强计无迹卡尔曼滤波质子磁力仪
- MEMS磁力线聚集和垂动调制磁场传感器被引量：3
- 2014年
- 针对巨磁阻和磁隧道结等磁阻元件的1/f噪声,提出一种采用微机电系统的磁力线聚集和垂动调制磁场传感器。通过将被测磁场从低频转移到几kHz,实现对磁场的DC/AC转化,从而减小了磁阻元件的1/f噪声。基于该方案采用多层膜巨磁阻元件AA002制作了磁场传感器样品,并进行了实验测试,结果表明:磁传感器样品的调制效率达到了19.3%,超过了已有的其他各种调制方案,同时低频磁场的探测能力达到槡120pT/Hz,相比巨磁阻元件AA002提高了40多倍。
- 田武刚胡佳飞潘孟春赵建强胡靖华
- 关键词：磁场传感器微机电系统
- 导航载体涡流磁场特性仿真研究被引量：2
- 2013年
- 研究在地磁导航技术问题,包括涡流磁场在内的各种载体磁场的干扰一直是制约导航精度的难点问题。涡流磁场的特性复杂,针对传统的工程估算方法计算复杂、精度低的问题,为解决上述问题,以某水下载体为研究对象,首先建立起涡流磁场分析的数学模型,然后在Maxwell下进行三维瞬态仿真,得到其涡流磁场的分布,并从载体运动速度、加速度、外加磁场的强弱对涡流磁场的大小以及方向的影响等方面进行了研究。结果表明涡流磁场在载体中部较大,且大小与加速度成正比,与速度无关,方向则与载体运动速度的方向有关。所得结果对于涡流磁场的补偿以及传感器的配置具有重要的指导意义。
- 李季陈棣湘潘孟春罗飞路
- 关键词：地磁导航有限元
- 半参数模型在载体干扰磁场补偿中的应用研究被引量：14
- 2013年
- 在地磁导航技术中,载体磁场是造成磁力仪测量误差的重要干扰源,为了得到精确的地磁场值,必须对载体磁场进行补偿。针对传统静态模型无法全面描述载体干扰磁场特性的不足,将半参数模型引入载体干扰磁场的补偿中去,建立基于半参数模型的载体干扰磁场补偿方程,并采用两步估计法对模型中的各参数进行估计,最后通过仿真和实验对基于半参数模型的补偿方法的效果进行了验证。仿真和实验结果表明采用非线性半参数模型可以较全面地反映载体干扰磁场特性,提高了参数估计的精度,改进补偿的效果。研究结果对于地磁导航技术在实际中的应用具有一定的指导意义。
- 李季潘孟春罗诗途罗飞路
- 关键词：地磁导航半参数模型
- 基于COMSOL Multiphysics的目标磁特性仿真分析被引量：4
- 2017年
- 针对潜艇等薄壳类磁性目标的磁场仿真问题,提出基于COMSOL Multiphysics有限元软件的多模型磁场仿真方法。首先对比分析空心球体模型磁场的理论计算值和仿真值,相对误差优于1%,验证采用该仿真方法解决薄壳物体磁场的准确性。然后将潜艇等效为空心圆柱体模型,通过COMSOL软件仿真得到其磁场的大小和分布,其中400m处磁场为n T级,在目前磁传感器的探测精度以内。最后在同一坐标系下建立探测飞行模型,包括潜艇和飞机几何体。采用离散取点的仿真方法实现多目标模型磁场的仿真,仿真结果与单潜艇模型下基本一致,相似度达到95%,对磁目标探测仿真具有一定的借鉴意义。
- 孙晓永张琦潘孟春陈棣湘翁飞兵万成彪
- 关键词：仿真方法磁场分布
- 载体干扰磁场补偿方法被引量：10
- 2013年
- 获得载体航行路径上各点地磁场的精确测量值是地磁匹配导航的前提,而载体上各种干扰磁场的存在会引起磁力仪输出的偏差,影响匹配的精度,因此必须对载体干扰磁场进行补偿。在分析载体干扰磁场特性的基础上,提出利用矢量测量值对地磁场总场值进行补偿的方法。该方法首先根据矢量磁力仪的测量模型得到关于载体磁场参数的非线性方程,然后采用非线性参数估计方法估计出精确的载体干扰磁场系数,最后再利用估计结果对测量值进行补偿。通过仿真对该方法的有效性进行研究,并设计了半实物实验对其实用性进行验证。结果表明采用本文提出的方法补偿后地磁场总场值的测量误差在20nT以内,而且该方法参数估计精度高,应用方便,可以有效地对导航载体干扰磁场进行补偿。
- 李季张琦潘孟春罗飞路
- 关键词：地磁导航
