(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 202111676518.3 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 张天序　张涛　张庆辉　杨成　 王嘉伟　谭建东　 (74)专利代理 机构 武汉华之喻知识产权代理有 限公司 42 267 代理人 廖盈春　曹葆青 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于反演估计的铁磁性目标探测半径 计算方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于反演估计的铁磁性 目标探测半径计算方法及系统， 其中， 计算方法 包括： 数据获取步骤， 铁磁性目标探测半径计算 步骤； 本发明根据缩比模型对工频电磁波的扰 动， 反演估计对应铁磁性目标探测半径； 本发明 根据多次缩比模 型试验的试验结果， 结合缩比模 型静止和运动两种情况， 将空气层与海水层分开 进行反演 估计， 得到计算铁磁性目标探测半径的 公式； 本发明的反演估计中质量， 速度， 深度， 高 度等因素的权重较大， 从而提高了反演估计的精 度； 工频电磁波可屏蔽掉绝大部分的背景噪声干 扰； 工频电磁波在远场区也可用于信号探测， 满 足了海洋探测范围广的要求； 因此使用本发明可 远距离、 大范围探测隐蔽于海洋背景噪声下的铁 磁性目标。 权利要求书3页 说明书9页 附图1页 CN 114330004 A 2022.04.12 CN 114330004 A 1.一种基于反演估计的铁磁性目标探测半径计算方法， 该方法用于通过单次缩比模型 静止试验或缩比模型运动试验的试验结果， 反演估计对应的铁磁性目标静止试验或铁磁性 目标运动试验中的铁磁性目标探测半径R， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)数据获取步骤： 分别获取模型探测半径r， 铁磁性目标质量和缩比模型质量的比值p， 铁磁性目标的潜 深H1， 缩比模型在海水中的深度H2， 工频电磁波的强度在空气层对距离的衰减指数n1， 工频 电磁波的强度 在海水层对距离的衰减指数n2， 铁磁性目标探测平台的高度h1， 无人机的飞行 高度h2， 铁磁性目标的速度V， 缩比模型的速度v， 铁磁性目标夹角 θ1， 缩比模型夹角 θ2的值； 其中， r的值通过以下公式计算得到： r＝t ×v1÷2； t为扰动持续时间， v1为无人机的飞 行速度； t的值 为所述单次缩比模型 试验的试验结果； (2)铁磁性目标探测半径计算 步骤： 按以下公式计算铁磁性目标探测半径R： 其中， e为自然对数的底数， k1为海水对磁场的衰减系数， k2为空气对磁场的衰减系数。 2.如权利要求1所述的基于反演估计的铁磁性目标探测半径计算方法， 其特征在于， 所 述铁磁性目标探测半径计算 步骤中的公式的推导过程 为： (1)根据多次缩比模型 试验的试验结果,得到以下 经验公式： 其中， Hθ2、 Hθ1分别为同一介质层内不同两点的工频电磁波的强度； a为空气层两点之间 的距离， b为海水层两点之间的距离； 所述介质层为空气层或海水层； 所述多次缩比模型试 验包括缩比模型静止试验和缩比模型运动试验； (2)根据所述试验结果和上述经验公式， 结合缩比模型静止和运动两种情况， 将空气层 与海水层分开进 行反演估计， 同时将 h的值赋值给a， 将 H的值赋值给b， 得到计算工频电磁波 强度Hθ的经验公式： 其中， π为圆周率； S为偶极子群总面积， I为电流强度， λ为工频电磁波的波长， m为缩比 模型的质量； v0为探测目标的运动速度； θ为探测夹角； H为探测目标在海水 中的深度； h为探 测点的高度； (3)根据所述Hθ的经验公式， 反演估计得到计算铁磁性目标探测半径的公式：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114330004 A 2根据该公式， 得到所述铁磁性目标探测半径计算 步骤中的公式。 3.如权利要求2所述的基于反演估计的铁磁性目标探测半径计算方法， 其特征在于， 所 述多次缩比模型 试验中， 每次缩比模型 试验的H2和h2均有多个不同的取值。 4.如权利要求1所述的基于反演估计的铁磁性目标探测半径计算方法， 其特征在于， 所 述数据获取步骤中， n1与n2均为预先设定的自然数； k1的值为0.357； k2的值为61.24。 5.一种基于反演估计的铁磁性目标探测半径计算系统， 该系统用于通过单次缩比模型 静止试验或缩比模型运动试验的试验结果， 反演估计对应的铁磁性目标静止试验或铁磁性 目标运动试验中的铁磁性目标探测半径R， 其特 征在于， 包括以下模块： 数据获取模块： 分别获取模型探测半径r， 铁磁性目标质量和缩比模型质量的比值p， 铁磁性目标的潜 深H1， 缩比模型在海水中的深度H2， 工频电磁波的强度在空气层对距离的衰减指数n1， 工频 电磁波的强度 在海水层对距离的衰减指数n2， 铁磁性目标探测平台的高度h1， 无人机的飞行 高度h2， 铁磁性目标的速度V， 缩比模型的速度v， 铁磁性目标夹角 θ1， 缩比模型夹角 θ2的值； 其中， r的值通过以下公式计算得到： r＝t ×v1÷2； t为扰动持续时间， v1为无人机的飞 行速度； t的值 为所述单次缩比模型 试验的试验结果； 铁磁性目标探测半径计算模块： 按以下公式计算铁磁性目标探测半径R： 其中， e为自然对数的底数， k1为海水对磁场的衰减系数， k2为空气对磁场的衰减系数。 6.如权利要求5所述的基于反演估计的铁磁性目标探测半径计算系统， 其特征在于， 所 述铁磁性目标探测半径计算模块中的公式的推导操作为： (1)根据多次缩比模型 试验的试验结果,得到以下 经验公式： 其中， Hθ2、 Hθ1分别为同一介质层内不同两点的工频电磁波的强度； a为空气层两点之间 的距离， b为海水层两点之间的距离； 所述介质层为空气层或海水层； 所述多次缩比模型试 验包括缩比模型静止试验和缩比模型运动试验； (2)根据所述试验结果和上述经验公式， 结合缩比模型静止和运动两种情况， 将空气层 与海水层分开进 行反演估计， 同时将 h的值赋值给a， 将 H的值赋值给b， 得到计算工频电磁波 强度Hθ的经验公式：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114330004 A 3