一种非对称舰船磁场垂直分量补偿方法
阅读说明：本技术 一种非对称舰船磁场垂直分量补偿方法 (Asymmetric ship magnetic field vertical component compensation method ) 是由 宋新昌 孙晓君 张炜 邵成 赵治平 唐宗勇 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种非对称舰船磁场垂直分量补偿方法,首先对在同一纬度区域航行的非对称舰船垂向磁场分量进行分解,克服了传统“对称船”假设法分解时导致：1)龙骨下的Ziy、Zpy等于零,左右舷下Ziy、Zpy互为相反数；2)龙骨下和舷下的Zpx艏艉相反,左右舷下Zix、Zpx相等的弊端,具有操作简单,分解结果合理可信的效果,最终提高磁场补偿的准确性。(The invention discloses a method for compensating vertical components of an asymmetric ship magnetic field, which decomposes the vertical magnetic field components of the asymmetric ship sailing in the same latitude area, and overcomes the defects that the decomposition of the traditional 'symmetric ship' hypothesis method causes: 1) ziy and Zpy under the keel are equal to zero, and Ziy and Zpy under the port and starboard are opposite numbers; 2) zpx under the keel and the side are opposite to each other in fore and aft, and Zix and Zpx under the port and the starboard are equal to each other, so that the method has the effects of simple operation and reasonable and credible decomposition results, and finally improves the accuracy of magnetic field compensation.)
技术领域
本发明属于舰船消磁技术领域，具体涉及一种非对称舰船磁场垂直分量补偿方法，适用于未定型的非对称舰船、潜艇、水下航行体磁场垂直分量分解及磁场补偿，具有计算简单、计算结果精度高的特点。
背景技术
在消磁过程中，一般来说，舰船磁场垂直分量减小时，水平分量也相应的减小。目前在消磁勤务中，由于在海水中测定舰船、潜艇、水下航行体的水平分量存在定向与保持水平的困难。所以实际应用中较多的机会是用垂直分量这一概念。舰船磁场垂直分量由舰船纵向磁性磁场垂直分量、舰船横向磁性磁场垂直分量和舰船垂向磁性磁场垂直分量三部分组成，每部分又由固定磁性磁场和感应磁性磁场两部分合成，如图1所示：固定磁性磁场是不变的，感应磁性磁场会根据不同的航向和地点而改变。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种非对称舰船磁场垂直分量补偿方法，提高补偿准确性。
一种非对称舰船磁场垂直分量补偿方法，包括如下步骤：
步骤一、测量获得舰船原始磁场垂直分量，在同一水深下测量磁东、南、西、北四个主航向上舰船的原始磁场；其中，对非对称舰船磁场垂向分量Bz总体上分解为三部分，Zp为固定磁性磁场垂直分量、Zix为纵向感应磁性磁场垂直分量，其中北航向为Zix、南航向为-Zix；Ziy为横向感应磁性磁场垂直分量，东航向为Ziy、西航向为-Ziy；
步骤二、找出磁东航向上相同纵向距离处左舷下、龙骨下、右舷下的原始磁场垂直分量，并按自舰艏至舰艉的顺序分别排成一列，依次类推：
磁东航向：
其中，代表左舷磁东航向磁场的垂直分量、Zp(z)左舷固定磁性磁场垂直分量，Ziy(z)表示左舷横向感应磁场分量；表示龙骨磁东航向磁场的垂直分量，Zp(l)表示龙骨固定磁性磁场磁性垂直分量，Ziy(l)表示龙骨横向感应磁场分量；表示右舷磁东航向磁场的垂直分量；Zp(y)表示右舷固定磁性磁场磁性垂直分量，Ziy(y)表示右舷横向感应磁场分量；
磁南航向：
其中，表示左舷磁南航向磁场的垂直分量，Zix(z)表示左舷纵向感应磁性磁场垂直分量，表示龙骨磁南航向磁场的垂直分量，Zix(l)表示龙骨纵向感应磁性磁场垂直分量，表示右舷磁南航向磁场的垂直分量，Zix(y)表示右舷纵向感应磁性磁场垂直分量；
磁西航向：
其中，表示左舷磁西航向磁场的垂直分量，Ziy(z)表示左舷横向感应磁性磁场垂直分量，表示龙骨磁西航向磁场的垂直分量，Ziy(l)表示龙骨横向感应磁性磁场垂直分量，表示右舷磁西航向磁场的垂直分量，Ziy(y)表示右舷横向感应磁性磁场垂直分量；
磁北航向：
其中，表示左舷磁北航向磁场的垂直分量，Zix(z)表示左舷纵向感应磁性磁场垂直分量，表示龙骨磁北航向磁场的垂直分量，Zix(l)表示龙骨纵向感应磁性磁场垂直分量，表示右舷磁北航向磁场的垂直分量，Zix(y)表示右舷纵向感应磁性磁场垂直分量；
步骤三、由式(1)-(12)分别求出左舷下、龙骨下、右舷下固定磁性磁场垂直分量：
步骤四、分别求出磁北航向左舷下、龙骨下、右舷下纵向感应磁性磁场垂直分量：
步骤五、分别求出磁东航向左舷下、龙骨下、右舷下横向感应磁性磁场垂直分量：
步骤六、舰船磁场垂直分量分解完毕后，在消磁绕组安匝数调整过程中用X、Y、Z向绕组综合考虑同时补偿固定磁性磁场垂直分量，用X向绕组补偿纵向感应磁性磁场垂直分量，用Y向绕组补偿横向感应磁性磁场垂直分量。
本发明具有如下有益效果：
对比已有技术，本发明方法首先对在同一纬度区域航行的非对称舰船垂向磁场分量进行分解，克服了传统“对称船”假设法分解时导致：1)龙骨下的Ziy、Zpy等于零，左右舷下Ziy、Zpy互为相反数；2)龙骨下和舷下的Zpx艏艉相反，左右舷下Zix、Zpx相等的弊端，具有操作简单，分解结果合理可信的效果，最终提高磁场补偿的准确性。
附图说明
图1为舰船磁场垂直分量组成图；
图2为本发明实施方式一种非对称舰船磁场垂直分量组成图；
图3为一种非对称舰船磁场垂直分量分解方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
一种非对称舰船磁场垂直分量分解及补偿方法，其基本实施过程如下：
步骤一、测量获得舰船原始磁场垂直分量，在同一水深下测量磁东、南、西、北四个主航向上舰船的原始磁场。对非对称舰船磁场垂向分量Bz总体上分解为三部分，Zp为固定磁性磁场垂直分量、Zix为纵向感应磁性磁场垂直分量，其中北航向为Zix、南航向为-Zix；Ziy为横向感应磁性磁场垂直分量，东航向为Ziy、西航向为-Ziy，由舰船的磁化状态可知。
步骤二、找出磁东航向上相同纵向距离处左舷下、龙骨下、右舷下的原始磁场垂直分量，并按自舰艏至舰艉的顺序分别排成一列，依次类推。
不同航向、不同位置处舰船磁场组成如下(其中：E、S、W、N代表磁东、南、西、北四个主航向，z代表左舷，l代表龙骨，y代表右舷。例如代表左舷磁东航向磁场的垂直分量、Zp(z)左舷固定磁性磁场垂直分量，其余依次类推。
磁东航向：
其中，Ziy(z)表示左舷横向感应磁场分量；表示龙骨磁东航向磁场的垂直分量，Zp(l)表示龙骨固定磁性磁场磁性垂直分量，Ziy(l)表示龙骨横向感应磁场分量；表示右舷磁东航向磁场的垂直分量；Zp(y)表示右舷固定磁性磁场磁性垂直分量，Ziy(y)表示右舷横向感应磁场分量；
磁南航向：
其中，表示左舷磁南航向磁场的垂直分量，Zix(z)表示左舷纵向感应磁性磁场垂直分量，表示龙骨磁南航向磁场的垂直分量，Zix(l)表示龙骨纵向感应磁性磁场垂直分量，表示右舷磁南航向磁场的垂直分量，Zix(y)表示右舷纵向感应磁性磁场垂直分量；
磁西航向：
其中，表示左舷磁西航向磁场的垂直分量，Ziy(z)表示左舷横向感应磁性磁场垂直分量，表示龙骨磁西航向磁场的垂直分量，Ziy(l)表示龙骨横向感应磁性磁场垂直分量，表示右舷磁西航向磁场的垂直分量，Ziy(y)表示右舷横向感应磁性磁场垂直分量；
磁北航向：
其中，表示左舷磁北航向磁场的垂直分量，Zix(z)表示左舷纵向感应磁性磁场垂直分量，表示龙骨磁北航向磁场的垂直分量，Zix(l)表示龙骨纵向感应磁性磁场垂直分量，表示右舷磁北航向磁场的垂直分量，Zix(y)表示右舷纵向感应磁性磁场垂直分量。
步骤三、由式(1)-(12)分别求出左舷下、龙骨下、右舷下固定磁性磁场垂直分量：
步骤四、由式(16)-(18)可分别求出磁北航向左舷下、龙骨下、右舷下纵向感应磁性磁场垂直分量：
步骤五、由式(19)-(21)可分别求出磁东航向左舷下、龙骨下、右舷下横向感应磁性磁场垂直分量：
步骤六、舰船磁场垂直分量分解完毕后，在消磁绕组安匝数调整过程中用X、Y、Z向绕组综合考虑同时补偿Zp，用X向绕组补偿Zix，用Y向绕组补偿Ziy。
实施例
例如某渔船在东、南、西、北四个主航向上的磁场测量数据如表1所示
表1某渔船在东、南、西、北四个主航向上的磁场测量数据
对比表1中东、西航向龙骨下垂直分量Bz的测量数据发现其值不相等，也就是说龙骨下的Ziy不为零，如果用“对称船”假设法分解，将引入系统误差，在后继的消磁绕组安匝数调整过程中将不能达到最佳的消磁效果。而运用本专利所提出的方法，其分解结果如表2所示
表2某渔船用非对称舰船磁场垂直分量分解法分解后的数据
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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