飞机航向对航空磁探仪搜潜概率影响的仿真.pdf

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1、Vo1．39．No．5火力与指挥控制第39卷第5期_May，2014FireControl&CommandControl2014年5月文章编号：1002—0640(2014)05—0135—03飞机航向对航空磁探仪搜潜概率影响的仿真曲晓慧，陈建勇，单志超(海军航空工程学院，山东烟台264001)摘要：将潜艇作为一个具有三轴磁矩的磁偶极子，并考虑其航向因素，根据理论分析得出了以潜艇为中0的直角坐标系下的磁场表达式，在此基础上建立了航空磁探仪搜潜的数学模型。利用蒙特卡洛法仿真了飞机航向对磁探仪搜潜概率的影响。仿真结果表明利用磁探仪搜潜时飞机应尽量南北飞行。关键词：磁探仪，飞机航向，蒙特卡洛法，

2、搜潜概率中图分类号：E925，V271．4+8文献标识码：ASimulationStudyonEfectofAeroFlightOrientationonSearchingSubmarineProbabilityofAirborneMagneticAnomalyDetectorQUXiao-hui，CHENJian—yong，SHANZhi—chao(NavalAeronauticalAstronauticalUniversity，Yantai264001，China)Abstract：Thesubmarineislookeduponasamagneticdipolepossessingt

3、hreeaxismagneticmomentinthispaperandthefactorofitscourseisconsidered．TheexpressionofmagneticfieldbasedonsubmarineasthecenteroforthogonalreferenceframeiseducedandmathematicsmodelofairborneMagneticAnomalyDetector(MAD)searchingsubmarineisestablished．Theeffectofaeroflightorientationonsearchingsubmarin

4、eprobabilityofairborneMADissimulatedbyusingofMonteCarlomethod．ThesimulationresultshowsthataeroplaneshouldflyfromsouthtonorthorcontrarilywhenMADisusedtosearchingsubmarine．Keywords：MagneticAnomalyDetector(MAD)，aeroflightorientation，montecarlomethod，searchingsubmarineprobability引言提供指导。1航空磁探潜数学模型的建立潜艇

5、由于在地磁场中建造和运动，潜艇的永久磁场和感应磁场无法消除，所以利用潜艇的磁特性1．1航空磁探仪所测磁异常信号的分析进行探潜，即利用磁探仪(MagneticAnomalyDetec—在研究潜艇磁场过程中，当测量点距目标距离tor，MAD)进行搜潜是目前航空反潜的重要手段。同与目标尺寸之比大于一定值时，地磁场对潜艇引起时航空磁探仪具有不受水文气象条件限制，可以连的磁场可等效为磁偶极子磁场2_。如图1所示，图续搜索、搜索效率高，使用简单可靠，反应迅速，定中位于s点的磁矩为的磁偶极子会在矢量处的位精度高，隐蔽性好，探测距离较近等特点[。在磁P点产生磁场，，由电磁学原理可知，这个磁场可表探仪搜潜过

6、程中，飞机的航向是否会影响搜潜的效示为[2]：果是值得研究的问题。本文利用蒙特卡洛法对航空(1)一磁探仪的搜潜概率进行仿真分析，为实际搜潜过程专[收稿日期：2013—03—17修回日期：2013—04—07基金项目：中国博士后科学基金面上资助项目(20090451538)作者简介：曲晓慧(1975一)，女，山东莱州人，博士研究生，讲师。研究方向：航空反潜。·135·(总第39—0874)火力与指挥控制2014年第5期文首先建立以潜艇为坐标原点的(、Y、)坐标系，如其中，为潜艇磁矩，单位为A．mz；为测量点至潜艇的距离矢量，单位为m；商，为潜艇在测量点图3所示。其中xoy平面是水平面，f为实

7、际地磁场产生的磁场强度，单位为A／m。方向的单位矢量，它的特点是指向水平面下，其在水平面上的投影(称为磁北)与地球北极存在一定角度的偏差，这个角度称为磁偏角。与它在水平面上的投影之间的角度0称为磁倾角。为了分析方便，以磁北为轴的正方向，与水平面垂直的方向为轴，向上为正，与XOZ平面垂直的方向为Y轴，以右图1潜艇磁矩，产生的磁场日手螺旋法则指向的方向为正。潜艇的航向(艇艏与用光泵式或核磁旋进式磁强计测到的是总磁磁北的夹角)