航空磁探中使用邊界元法的潛艇磁場建模

周家新，陳建勇，單志超，陳長康

(1.海軍航空大學電子信息工程系,山東 煙臺 264001; 2.海軍海洋測繪研究所，天津 300061)

0 引言

潛艇大多數由鋼鐵合金制造[1]，在地磁場的磁化下，巨大的鐵磁性艇體本身具有量級十分可觀的磁感應強度[2]。因此，潛艇磁場是磁性武器和磁性探測器工作的信息源[3]。由于磁場受海水、空氣、泥沙等介質的影響小[4]，使得基于磁異常信號的航空磁探測具有可靠性強、隱蔽性好、定位精度高、搜索連續、反應迅速等特點[5-6]，成為水下磁性目標探測的重要手段[7-9]。針對航空反潛中磁探儀探測潛艇磁異常信號的需求，需要對潛艇磁場的高空分布做出精確研究[10-11]。對潛艇磁場強度及其分布規律的研究不僅可以應用于航空反潛，也可用于磁性定位[12]、磁性導航[13]、對抗磁性武器以及艦艇消磁等領域。

目前，國內外關于高精度潛艇磁場特性分布研究的主要手段有實艇測量和數學模型仿真兩種方法[14]。一方面，由于測量條件(包括測量范圍、磁傳感器數量等)的限制，實艇測量法雖然具有測量數據準確等優點，但是耗費人力、物力與資金，并且由于實驗條件的限制只能獲知部分空間的目標磁場，一般潛艇的高空磁場無法通過測量的方式獲得，因此僅利用直接測量數據全面分析并掌握潛艇磁場的空間分布是十分困難的[15]。另一方面，在遠場區域，由于潛艇目標與傳感器平臺之間的距離過大，無法穩定架設傳感器平臺測量磁場信號，使得磁場傳感器無法有效地獲取潛艇高精度的真實遠場信號，從而導致不能直接分析遠場的磁場特性[16]。……