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基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法、装置及设备
申请号 CN202211418652.8 申请日 2022-11-14 公开(公告)号 CN115826064A 公开(公告)日 2023-03-21
申请人 北京大学; 发明人 彭翔; 郭弘; 都长平; 张超;
摘要 本 发明 公开了一种基于双机多磁 传感器 的航空磁干扰抑制方法、装置及设备，所述方法分别在两架磁探飞机上均布设两个 磁传感器 ，两架磁探飞机位于同一高度，且任意一磁探飞机与探测目标所在 位置 的高度差为h；两磁探飞机左右相距L；两磁探飞机的探测距离均为R；可以保证两架磁探飞机不能同时测量到目标 信号 ，这样可以使得后续只有一架磁探飞机的共模磁信号中包含目标信号和日变磁 干扰信号 ，另一架磁探飞机的共模信号中仅包含日变磁干扰信号，将两架磁探飞机的共模信号作差即可去除日变磁干扰信号后的目标信号，通过实施本发明的方法能够更好的抑制日变磁干扰信号，从而提高目标信号的准确性。
权利要求

1.一种基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法，其特征在于，包括：
获取由第一磁传感器测量得到的第一磁场信号、由第二磁传感器测量得到的第二磁场信号、由第三磁传感器测量得到的第三磁场信号以及由第四磁传感器测量得到的第四磁场信号；其中，所述第一磁场传感器以及所述第二磁传感器设置在第一磁探飞机上；所述第三磁场传感器以及所述第四磁传感器设置在第二磁探飞机上；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机位于同一高度，且任意一磁探飞机与探测目标所在位置的高度差为h；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机左右相距L；所述第一磁探飞机和所述第二磁探飞机的探测距离均为R；
分别对所述第一磁场信号、第二磁场信号、第三磁场信号以及第四磁场信号进行信号预处理，获得第一已处理信号、第二已处理信号、第三已处理信号以及第四已处理信号；其中，所述信号预处理包括：平台磁干扰补偿以及滤波；
根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号；
根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号；
将所述第一共模磁信号以及所述第二共模磁信号作差，获得探测目标所对应的目标信号。
2.如权利要求1所述的基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法，其特征在于，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器分别设置在所述第一磁探飞机左右两机翼的翼尖；
所述第三磁传感器和所述第四磁传感器分别设置在所述第二磁探飞机左右两机翼的翼尖。
3.如权利要求1所述的基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法，其特征在于，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器设置在所述第一磁探飞机的同一机翼上，且所述第一磁传感器和所述第二次磁传感器相距第一预设距离；
所述第三磁传感器和所述第四磁传感器设置在所述第二磁探飞机的同一机翼上，且所述第三磁传感器和所述第四磁传感器相距第二预设距离。
4.如权利要求1所述的基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法，其特征在于，根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号，包括：
通过以下公式提取第一共模磁信号：
其中，Bcommon1为第一共模磁信号；Bfp1为第一已处理信号与第二已处理信号之和；Bfm1为第一已处理信号与第二已处理信号之差；H为第一已处理信号与第二已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数。
5.如权利要求1所述的基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法，其特征在于，根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号；
通过以下公式提取第二共模磁信号：
其中，Bcommon2为第二共模磁信号；Bfp2为第三已处理信号与第四已处理信号之和；Bfm2为第三已处理信号与第四已处理信号之差；K为第三已处理信号与第四已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数。
6.一种基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制装置，其特征在于，包括：信号接收模块、信号预处理模块、第一共模磁信号提取模块、第二共模磁信号提取模块以及目标信号提取模块；
所述信号接收模块，用于获取由第一磁传感器测量得到的第一磁场信号、由第二磁传感器测量得到的第二磁场信号、由第三磁传感器测量得到的第三磁场信号以及由第四磁传感器测量得到的第四磁场信号；其中，所述第一磁场传感器以及所述第二磁传感器设置在第一磁探飞机上；所述第三磁场传感器以及所述第四磁传感器设置在第二磁探飞机上；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机位于同一高度，且任意一磁探飞机与探测目标所在位置的高度差为h；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机左右相距L；所述第一磁探飞机和所述第二磁探飞机的探测距离均为R；
所述信号预处理模块，用于分别对所述第一磁场信号、第二磁场信号、第三磁场信号以及第四磁场信号进行信号预处理，获得第一已处理信号、第二已处理信号、第三已处理信号以及第四已处理信号；其中，所述信号预处理包括：平台磁干扰补偿以及滤波；
所述第一共模磁信号提取模块，用于根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号；
所述第二共模磁信号提取模块，用于根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号；
所述目标信号提取模块，用于将所述第一共模磁信号以及所述第二共模磁信号作差，获得探测目标所对应的目标信号。
7.如权利要求6基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制装置，其特征在于，第一共模磁信号提取模块，根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号，包括：
通过以下公式提取第一共模磁信号：
其中，Bcommon1为第一共模磁信号；Bfp1为第一已处理信号与第二已处理信号之和；Bfm1为第一已处理信号与第二已处理信号之差；H为第一已处理信号与第二已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数。
8.如权利要求6基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制装置，其特征在于，第二共模磁信号提取模块，根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号；
通过以下公式提取第二共模磁信号：
其中，Bcommon2为第二共模磁信号；Bfp2为第三已处理信号与第四已处理信号之和；Bfm2为第三已处理信号与第四已处理信号之差；K为第三已处理信号与第四已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数。
9.一种设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法。
说明书全文

基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法、装置及设备

技术领域

[0001] 本发明涉及航空磁探测技术领域，尤其涉及一种基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法、装置及设备。

背景技术

[0002] 航空磁探测是通过搭载在航空平台上的高灵敏度磁传感器测量空间地磁场，然后利用信号处理技术在复杂磁背景噪声下提取铁磁性目标信号的方法。其具有被动隐蔽性探测的特点，且不受时间、天气的限制，因此被广泛应用在航空物探、军事国防等领域。在航空磁探测中，随着磁传感器技术的不断发展，磁传感器的灵敏度已经达到pT量级，决定探测质量的因素已经是平台自身磁干扰、日变等环境磁干扰的抑制水平。
[0003] 在航空磁探测中，日变磁干扰的研究较少，尤其是实时对它的高精度实时处理方法，更是凤毛麟角。对于日变磁干扰一般采用地面架设日变站，然后在航空磁测数据中减去地面日变站测量的数据，但是通常认为在300km区域范围内，日变磁场具有一定的相关性，当距离超过该范围，空中磁传感器测量到的日变磁干扰与地面参考站测量的磁干扰相关性急剧下降，地面参考站测量数据不具有参考性；其次地面参考站测量的数据容易受到地面人文磁干扰的影响，因此通过上述方法所提取出来的目标信号不够准确。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供一种基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法、装置及设备，能有效剔除日变磁干扰，提高目标信号提取的准确性。
[0005] 本发明一实施例提供了一种基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法，包括：获取由第一磁传感器测量得到的第一磁场信号、由第二磁传感器测量得到的第二磁场信号、由第三磁传感器测量得到的第三磁场信号以及由第四磁传感器测量得到的第四磁场信号；其中，所述第一磁场传感器以及所述第二磁传感器设置在第一磁探飞机上；所述第三磁场传感器以及所述第四磁传感器设置在第二磁探飞机上；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机位于同一高度，且任意一磁探飞机与探测目标所在位置的高度差为h；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机左右相距L；所述第一磁探飞机和所述第二磁探飞机的探测距离均为R；
[0006] 分别对所述第一磁场信号、第二磁场信号、第三磁场信号以及第四磁场信号进行信号预处理，获得第一已处理信号、第二已处理信号、第三已处理信号以及第四已处理信号；其中，所述信号预处理包括：平台磁干扰补偿以及滤波；
[0007] 根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号；
[0008] 根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号；
[0009] 将所述第一共模磁信号以及所述第二共模磁信号作差，获得探测目标所对应的目标信号。
[0010] 进一步的，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器分别设置在所述第一磁探飞机左右两机翼的翼尖；所述第三磁传感器和所述第四磁传感器分别设置在所述第二磁探飞机左右两机翼的翼尖。
[0011] 进一步的，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器设置在所述第一磁探飞机的同一机翼上，且所述第一磁传感器和所述第二磁传感器相距第一预设距离；所述第三磁传感器和所述第四磁传感器设置在所述第二磁探飞机的同一机翼上，且所述第三磁传感器和所述第四磁传感器相距第二预设距离。
[0012] 进一步的，根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号，包括：
[0013] 通过以下公式提取第一共模磁信号：
[0014]
[0015] 其中，Bcommon1为第一共模磁信号；Bfp1为第一已处理信号与第二已处理信号之和；Bfm1为第一已处理信号与第二已处理信号之差；H为第一已处理信号与第二已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数。
[0016] 进一步的，根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号；
[0017] 通过以下公式提取第二共模磁信号：
[0018]
[0019] 其中，Bcommon2为第二共模磁信号；Bfp2为第三已处理信号与第四已处理信号之和；Bfm2为第三已处理信号与第四已处理信号之差；K为第三已处理信号与第四已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数。
[0020] 在上述方法项实施例的基础上本发明对应提供了装置项实施例；
[0021] 本发明一实施例提供了一种基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制装置，包括：信号接收模块、信号预处理模块、第一共模磁信号提取模块、第二共模磁信号提取模块以及目标信号提取模块；
[0022] 所述信号接收模块，用于获取由第一磁传感器测量得到的第一磁场信号、由第二磁传感器测量得到的第二磁场信号、由第三磁传感器测量得到的第三磁场信号以及由第四磁传感器测量得到的第四磁场信号；其中，所述第一磁场传感器以及所述第二磁传感器设置在第一磁探飞机上；所述第三磁场传感器以及所述第四磁传感器设置在第二磁探飞机上；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机位于同一高度，且任意一磁探飞机与探测目标所在位置的高度差为h；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机左右相距L；所述第一磁探飞机和所述第二磁探飞机的探测距离均为R；
[0023] 所述信号预处理模块，用于分别对所述第一磁场信号、第二磁场信号、第三磁场信号以及第四磁场信号进行信号预处理，获得第一已处理信号、第二已处理信号、第三已处理信号以及第四已处理信号；其中，所述信号预处理包括：平台磁干扰补偿以及滤波；
[0024] 所述第一共模磁信号提取模块，用于根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号；
[0025] 所述第二共模磁信号提取模块，用于根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号；
[0026] 所述目标信号提取模块，用于将所述第一共模磁信号以及所述第二共模磁信号作差，获得探测目标所对应的目标信号。
[0027] 进一步的，第一共模磁信号提取模块，根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号，包括：
[0028] 通过以下公式提取第一共模磁信号：
[0029]
[0030] 其中，Bcommon1为第一共模磁信号；Bfp1为第一已处理信号与第二已处理信号之和；Bfm1为第一已处理信号与第二已处理信号之差；H为第一已处理信号与第二已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数。
[0031] 进一步的，第二共模磁信号提取模块，根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号；
[0032] 通过以下公式提取第二共模磁信号：
[0033]
[0034] 其中，Bcommon2为第二共模磁信号；Bfp2为第三已处理信号与第四已处理信号之和；Bfm2为第三已处理信号与第四已处理信号之差；K为第三已处理信号与第四已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数。
[0035] 在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了设备项实施例；
[0036] 本发明一实施例提供了一种设备，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明任意一项所述的基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法。
[0037] 通过实施本发明具有如下有益效果：
[0038] 本发明一实施例提供了一种基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法、装置及设备，所述方法分别在两架磁探飞机上均布设两个磁传感器，两架磁探飞机位于同一高度，且任意一磁探飞机与探测目标所在位置的高度差为h；两磁探飞机左右相距L；两磁探飞机的探测距离均为R； 这样就可以保证两架磁探飞机不能同时测量到目标信号，这样可以使得后续只有一架磁探飞机的共模磁信号中是包含目标信号和日变磁干扰信号，另一架磁探飞机的共模信号中是仅包含日变磁干扰信号，将两架磁探飞机的共模信号作差即可去除日变磁干扰信号后的目标信号，采用这种方式提取的目标信号，可以不受地面人文磁干扰且两架磁探飞机在空中磁传感器测量到的日变磁干扰相关性强，能够更好的抑制日变磁干扰，提高目标信号的准确性。
附图说明
[0039] 图1是本发明一实施例提供的一种航空磁干扰抑制方法的流程示意图。
[0040] 图2是本发明一实施例提供的第一磁场信号和第二磁场信号的示意图。
[0041] 图3是本发明一实施例提供的第三磁场信号和第四磁场信号的示意图。
[0042] 图4是本发明一实施例提供的第一共模磁信号的示意图。
[0043] 图5是本发明一实施例提供的第二共模磁信号的示意图。
[0044] 图6是本发明一实施例提供的目标信号的示意图。
[0045] 图7是本发明一实施例提供的磁传感器设置位置示意图。
[0046] 图8是本发明一实施例提供的磁传感器另一设置位置示意图。
[0047] 图9是本发明一实施例提供的目标信号提取的原理示意图。
[0048] 图10是本发明一实施例提供的一种航空磁干扰抑制装置的结构示意图。

具体实施方式

[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050] 首先需要说明的是本发明所述的基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法适用于在一上位机内运行。
[0051] 如图1所示，本发明一实施例提供了一种基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法，至少包括如下步骤：
[0052] 步骤S101：获取由第一磁传感器测量得到的第一磁场信号、由第二磁传感器测量得到的第二磁场信号、由第三磁传感器测量得到的第三磁场信号以及由第四磁传感器测量得到的第四磁场信号；其中，所述第一磁场传感器以及所述第二磁传感器设置在第一磁探飞机上；所述第三磁场传感器以及所述第四磁传感器设置在第二磁探飞机上；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机位于同一高度，且任意一磁探飞机与探测目标所在位置的高度差为h；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机左右相距L；所述第一磁探飞机和所述第二磁探飞机的探测距离均为R；
[0053] 步骤S102：分别对所述第一磁场信号、第二磁场信号、第三磁场信号以及第四磁场信号进行信号预处理，获得第一已处理信号、第二已处理信号、第三已处理信号以及第四已处理信号；其中，所述信号预处理包括：平台磁干扰补偿以及滤波。
[0054] 步骤S103：根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号。
[0055] 步骤S104：根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号。
[0056] 步骤S105：将所述第一共模磁信号以及所述第二共模磁信号作差，获得探测目标所对应的目标信号。
[0057] 对于步骤S101：在一个可选的实施例中，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器分别设置在所述第一磁探飞机左右两机翼的翼尖；所述第三磁传感器和所述第四磁传感器分别设置在所述第二磁探飞机左右两机翼的翼尖。
[0058] 在另一可选的实施例中，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器设置在所述第一磁探飞机的同一机翼上，且所述第一磁传感器和所述第二次磁传感器相距第一预设距离；所述第三磁传感器和所述第四磁传感器设置在所述第二磁探飞机的同一机翼上，且所述第三磁传感器和所述第四次磁传感器相距第二预设距离。
[0059] 具体的，首先，分别在两架磁探飞机上均布设两个一致性较高的磁传感器，该磁传感器的布设存在两种方式。第一种方式是在磁探飞机的两翼翼尖分别布设一个高灵敏度磁传感器，如图7所示，第一磁探飞机1的左侧机翼设置有第一磁传感器11，右侧机翼设置有第二磁传感器12；第二磁探飞机2的左侧机翼设置有第三磁传感器21，右侧机翼设置有第四磁传感器22。
[0060] 第二种方式是在磁探飞机的一侧同时布设两个高灵敏度磁传感器。如图8所示，第一磁探飞机1的左侧机翼的翼尖设置有第一磁传感器11，与第一磁传感相距一定距离处设置有第二磁传感器12，确保两个磁传感器测量的飞机磁干扰具有一定的差别。第二磁探飞机2的左侧机翼的翼尖设置有第三磁传感器21，与第三磁传感相距一定距离处设置有第四磁传感器22。
[0061] 为降低干扰，采用上述任意一种方式设置时，需将两个磁传感器放置在距离机体尽可能远的位置，且布设位置周围进行净磁处理。
[0062] 安装完成后，在两架磁探飞机上的磁传感器测量的磁场数据需要同步传输到某一上位机，保证两架飞机上的4个磁传感器测量的数据同步。
[0063] 对于步骤S102、假设第一磁场信号、第二磁场信号、第三磁场信号以及第四磁场信号分别为：Bmr11、Bmr12、Bmr21、Bmr22；示意性的，第一磁场信号和第二磁场信号的示意图如图2所示(图2中，第1个磁传感器采集的信号为第一磁场信号，第2个磁传感器采集的信号为第二磁场信号)，第三磁场信号和第四磁场信号的示意图如图3所示(图3中，第1个磁传感器采集的信号为第三磁场信号，第2个磁传感器采集的信号为第四磁场信号)。
[0064] 4个磁传感器测量的数据需要首先利用传统的平台磁干扰补偿方法(TLG)进行补偿，该补偿方法可以去除以飞机机体为整体的平台机械磁干扰、静态电流引起的磁干扰以及地磁梯度引起的磁干扰。经过补偿后的磁场数据如下面公式所示：
[0065]
[0066] 上式中Bm11为第一磁场信号经过补偿后的信号；ai,i＝1,2,…,19是现有技术中，1
平台磁干扰补偿方法中待求的19项系数，fi ,i＝1,2,3,…,19是对应的19项基函数，该基函数表达为：
[0067] f1＝cosαX,f2＝cosαY,f3＝cosαZ,
[0068] f4＝TgcosαXCosαX,f5＝TgcosαXcosαY,f6＝TgcosαXcosαZ,
[0069] f7＝TgcosαYcosαY,f8＝TgcosαYcosαZ,
[0070] f9＝TgcosαX(cosαX)′,10＝TgcosαX(cosαY)′,f11＝TgcosαX(cosαZ)′,[0071] f12＝TgcosαY(cosαX)′,f13＝TgcosαY(cosαY)′,f14＝TgcosαY(cosαZ)′,[0072] f15＝TgcosαZ(cosαX)′,f16＝TgcosαZ(cosαY)′,
[0073] f17＝lat,f18＝long,f19＝alt；
[0074] 上式中，Tg表示地磁场，可以将标量磁传感器测量的磁场数据经过低通滤波器获得，cosαX,cosαY,cosαZ表示地磁场的方向余弦，由飞机上的磁通门磁力仪测量获得，(cosαX)′,(cosαY)′,(cosαZ)′分别表示cosαX,cosαY,cosαZ的微分，lat，long，alt为飞机的位置信息，即纬度、经度和高度。
[0075] 同理：
[0076]
[0077]
[0078] Bm12为第二磁场信号经过补偿后的信号，Bm21为第三磁场信号经过补偿后的信号，Bm22为第四磁场信号经过补偿后的信号；
[0079] 在航空磁探测中，所要探测的铁磁性目标产生的磁干扰通常在一个窄的频带内，为了减少带外噪声给航磁探测带来的不必要麻烦，在进行目标检测之前通常需要经过一个带通滤波器，滤波器的带宽根据磁传感器的运动速度、探测过程中磁传感器与目标之间的距离关系确定。设该带通滤波器用filter表示，则4个磁传感器经过滤波后的数据表示为：
[0080] Bf11＝filter(Bm11)                           (5)
[0081] Bf12＝filter(Bm12)                       (6)
[0082] Bf21＝filter(Bm21)                           (7)
[0083] Bf22＝filter(Bm22)                           (8)
[0084] 上述式中Bf11为上述第一已处理信号；Bf12为上述第二已处理信号；Bf21为上述第三已处理信号；Bf22为上述第四已处理信号。
[0085] 对于步骤S103，在一个优选的实施例中，根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号，包括：
[0086] 通过以下公式提取第一共模磁信号：
[0087]
[0088] 其中，Bcommon1为第一共模磁信号；Bfp1为第一已处理信号与第二已处理信号之和；Bfm1为第一已处理信号与第二已处理信号之差；H为第一已处理信号与第二已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数。
[0089] 具体的，由于第一磁探飞机与所述第二磁探飞机位于同一高度，且任意一磁探飞机与探测目标所在位置的高度差为h；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机左右相距L；所述第一磁探飞机和所述第二磁探飞机的探测距离均为R； 此时，可以保
证两架磁探飞机不能同时测量到目标信号，因此只有一架磁探飞机的磁传感器测量数据中含有目标磁场信号。这里以第一磁探飞机测量的磁场数据中含有目标磁场信号为例。
[0090] 经过上述预处理后，第一已处理信号、第二已处理信号、第三已处理信号以及第四已处理信号可以以下公式进行表示：
[0091] Bf11＝Bcommon1+Bairplane11+Bn1                    (9)
[0092] Bf12＝Bcommon1+Bairplane12+Bn2                  (10)
[0093] Bf21＝Bcommon2+Bairplane21+Bn3                    (11)
[0094] Bf22＝Bcommon2+Bairplane22+Bn4                  (12)
[0095] 式中，Bcommon1为上述第一共模磁信号，其包含日变等环境磁干扰以及目标磁场信号，Bairplane11为第一磁传感器测量到的飞机剩余磁干扰，Bn1为高斯白噪声，Bairplane12为第二磁传感器测量到的飞机剩余磁干扰，Bn2为高斯白噪声；Bcommon2为第二共模磁信号，其仅包含日变等环境磁干扰不包含目标信号，Bairplane21为第三磁传感器测量到的飞机剩余磁干扰，Bn3为高斯白噪声；Bairplane22为第四磁传感器测量到的飞机剩余磁干扰，Bn4为高斯白噪声。
[0096] 由于第一共模磁信号中包含日变磁干扰和目标信号，第二共模磁信号只含有日变磁干扰，则
[0097] Bcommon1＝Bdirunal+Btarget                      (13)
[0098] Bcommon2＝Bdirunal                           (14)
[0099] 式中Bdirunal为日变磁干扰，Btarget为目标信号。
[0100] 考虑上述关系式在短时间内为线性时不变系统，则有
[0101] Bairplane11＝H·Bairplane12                        (15)
[0102] Bairplane21＝K·Bairplane22                        (16)
[0103] 式中H为待求的第一已处理信号与第二已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数；K为待求的第三已处理信号与第四已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数；
[0104] 由此，公式(9)Bf11＝Bcommon1+Bairplane11+Bn1         (9、公式(10)、公式(11)、公式(12)可以表示为：
[0105] Bf11＝Bcommon1+H·Bairplane12+Bn1                   (17)
[0106] Bf12＝Bcommon1+Bairplane12+Bn2                     (18)
[0107] Bf21＝Bcommon2+K·Bairplane22+Bn3                    (19)
[0108] Bf22＝Bcommon2+Bairplane22+Bn4                     (20)
[0109] 令公式(17)+公式(18)可得：
[0110] Bfp1＝Bf11+Bf12＝2Bcommon1+(H+1)·Bairplane12+Bw1  (21)
[0111] 令公式(17)‑公式(18)可得：
[0112] Bfm1＝Bf11‑Bf12＝(H‑1)·Bairplane12+Bw2     (22)
[0113] 同理：令公式(19)+公式(20)，公式(19)‑公式(20)，可得：
[0114] Bfp2＝Bf21+Bf22＝2Bcommon2+(K+1)·Bairplane22+Bw3  (23)
[0115] Bfm2＝Bf21‑Bf22＝(K‑1)·Bairplane22+Bw4       (24)
[0116] 考虑到共模磁干扰与飞机磁干扰不相关，则由公式(22)分别与公式(17)、(18)、(21)进行相关处理可以得到：
[0117]
[0118]
[0119]
[0120] 上式中Rf11表示公式(22)中Bfm1与公式(17)中Bf11的相关关系；Rf12表示公式(22)中Bfm1与公式(17)中Bf12的相关关系；Rfp1表示公式(22)中Bfm1与公式(17)中Bjp1的相关关系，i表示序列的第i个元素；n表示序列中元素的个数。
[0121] 则可得到：
[0122] 由此可以得到：
[0123]
[0124] Bcommon1＝(Bfp1‑(H+1)·Bairplane12)/2          (30)
[0125] 即可求得第一共模磁信号，示意性的所提取的第一共模磁信号如图4所示。
[0126] 对于步骤S104:在一个优选的实施例中，根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号；
[0127] 通过以下公式提取第二共模磁信号：
[0128]
[0129] 其中，Bcommon2为第二共模磁信号；Bfp2为第三已处理信号与第四已处理信号之和；Bfm2为第三已处理信号与第四已处理信号之差；K为第三已处理信号与第四已处理信号中飞机磁干扰的线性关系系数。
[0130] 具体的，由公式(24)分别与公式(19)、(20)、(23)进行相关处理可以得到：
[0131]
[0132]
[0133]
[0134] 上式中Rf21表示公式(24)中Bfm2与公式(19)中Bf21的相关关系；Rf22表示公式(24)中Bfm2与公式(20)中Bf22的相关关系；Rfp2表示公式(24)中Bfm2与公式(23)中Bfp2的相关关系，i表示序列的第i个元素；n表示序列中元素的个数。
[0135] 则可以得到：
[0136]
[0137] 由此可以得到：
[0138]
[0139] Bcommon2＝(Bfp2‑(K+1)·Bairplane22)/2           (36)
[0140] 即可求得第二共模磁信号，示意性的所提取的第一共模磁信号如图5所示。
[0141] 对于步骤S105,具体的，由上面的公式可以分离出共模磁信号，又因第一磁探飞机的磁传感器测量的共模磁干扰包含日变磁干扰和目标信号，而第二磁探飞机的磁传感器只含有日变磁干扰，可进一步提取出目标信号,示意性的所提取的目标信号如图6所示。
[0142] Btarget＝Bcommon1‑Bcommon2                 (37)。
[0143] 整个目标信号提取的原理示意图可参见图9。
[0144] 需要说明的是，考虑到在实际探测中，系统以及环境磁噪声会发生一定的变化，上式在短时间内成立，在长时间内需要转变为自适应系数修正系统。因此上面磁噪声抑制方法将采用滑窗的方式进行，窗口长度一般考虑设置为大于60秒。
[0145] 上述方法既可以采用逐点运算的方式，即窗口长度为N，移动步长为l，采用一段数据进行处理，最后只取当前点数据作为处理后的数据；也可以采用一次滑窗则得到窗口内处理后的数据，即窗口长度为N，移动步长为N，采用一段一段处理方式，滑动窗口内处理后的数据全部保留；也可以采用一次滑窗只计算出部分数据的方式，即窗口长度为N，移动步长为l(l数据处理，最后只保留部分数据。
[0146] 在上述方法项实施例的基础上本发明对应提供了装置项实施例；
[0147] 如图10所示，本发明一实施例提供了一种基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制装置，包括：信号接收模块、信号预处理模块、第一共模磁信号提取模块、第二共模磁信号提取模块以及目标信号提取模块；
[0148] 所述信号接收模块，用于获取由第一磁传感器测量得到的第一磁场信号、由第二次磁传感器测量得到的第二磁场信号、由第三磁传感器测量得到的第三磁场信号以及由第四次磁传感器测量得到的第四磁场信号；其中，所述第一磁场传感器以及所述第二磁传感器设置在第一磁探飞机上；所述第三磁场传感器以及所述第四磁传感器设置在第二磁探飞机上；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机位于同一高度，且任意一磁探飞机与探测目标所在位置的高度差为h；所述第一磁探飞机与所述第二磁探飞机左右相距L；所述第一磁探飞机和所述第二磁探飞机的探测距离均为R；
[0149] 所述信号预处理模块，用于分别对所述第一磁场信号、第二磁场信号、第三磁场信号以及第四磁场信号进行信号预处理，获得第一已处理信号、第二已处理信号、第三已处理信号以及第四已处理信号；其中，所述信号预处理包括：平台磁干扰补偿以及滤波；
[0150] 所述第一共模磁信号提取模块，用于根据所述第一已处理信号以及所述第二已处理信号提取第一磁探飞机的共模磁信号，获得第一共模磁信号；
[0151] 所述第二共模磁信号提取模块，用于根据所述第二已处理信号以及所述第三已处理信号提取第二磁探飞机的共模磁信号，获得第二共模磁信号；
[0152] 所述目标信号提取模块，用于将所述第一共模磁信号以及所述第二共模磁信号作差，获得探测目标所对应的目标信号。
[0153] 需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0154] 所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可参考前述方法实施例中对应的过程，在此不再赘述。
[0155] 在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了设备项实施例；
[0156] 本发明一实施例提供了一种设备，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明任意一项所述的基于双机多磁传感器的航空磁干扰抑制方法。
[0157] 上述设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
[0158] 所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field‑Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。
[0159] 所述存储器可用于存储所述计算机程序，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0160] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

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