RU2219497C1

RU2219497C1 - Device determining coordinates of source of magnetic field from mobile object

Info

Publication number: RU2219497C1
Application number: RU2002108312A
Authority: RU
Inventors: Б.М. Смирнов
Original assignee: Смирнов Борис Михайлович
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2003-12-20

Abstract

FIELD: measurement technology, magnetic navigation. SUBSTANCE: invention can be used in magnetic navigation for determination of coordinates and vector of velocity of source of magnetic field to prevent its collision with object which is carrier of means measuring parameters of magnetic field, in seismic systems establishing epicenter and activity of earthquake to conduct research for possibility of earthquake prediction. Device determining coordinates of source of magnetic field from mobile object has four three-component magnetometric pickups, twelve amplification-conversion units, four variable voltage generators, recording unit, angle- measuring unit and information processor positioned on object. Given structural units of device are positioned and interconnected properly. EFFECT: provision for unambiguous determination of coordinates of source of magnetic field in selected system of coordinates in absence and presence of external uniform magnetic field and lack of any information on source of magnetic field. 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в магнитной навигации для определения координат и вектора скорости источника магнитного поля с целью предотвращения его столкновения с объектом, являющимся носителем средств измерения параметров магнитного поля, в сейсмических системах определения эпицентра и активности землетрясения для проведения исследований возможности предсказания землетрясения. The present invention relates to the field of measuring technology and can be used in magnetic navigation to determine the coordinates and velocity vector of a magnetic field source in order to prevent its collision with an object that is a carrier of measuring magnetic field parameters in seismic systems for determining the epicenter and activity of an earthquake for research earthquake prediction capabilities.

Известно устройство для определения координат источника магнитного поля, реализующее способ определения координат и магнитного момента дипольного источника поля по измеренным параметрам магнитного поля в каждой из выбранных точек пространства [1]. Известное устройство состоит из трех трехкомпонентных магнитометрических датчиков, трех усилительно-преобразовательных блоков, первые входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков, а первые выходы подключены к соответствующим первым входам этих датчиков, трех генераторов переменной ЭДС, первые выходы которых подключены к вторым входам соответствующих трехкомпонентных датчиков, а вторые выходы подключены к вторым входам соответствующих усилительно-преобразовательных блоков, вычислительного блока, вход которого подключен к вторым выходам усилительно-преобразовательных блоков, а выход подключен к третьим входам датчиков, и источника магнитного поля. При этом каждый усилительно-преобразовательный блок состоит из трех каналов, каждый из которых содержит избирательный усилитель и синхронный детектор. Электрически связанные между собой трехкомпонентный датчик, усилительно-преобразовательный блок и генератор переменной ЭДС образуют электронный блок, поэтому известное устройство содержит три электронных блока. A known device for determining the coordinates of a magnetic field source that implements a method for determining the coordinates and magnetic moment of a dipole field source from the measured parameters of the magnetic field at each of the selected points in space [1]. The known device consists of three three-component magnetometric sensors, three amplifier-converter blocks, the first inputs of which are connected to the outputs of the respective sensors, and the first outputs are connected to the corresponding first inputs of these sensors, three generators of variable EMF, the first outputs of which are connected to the second inputs of the corresponding three-component sensors and the second outputs are connected to the second inputs of the corresponding amplification-conversion blocks, the computing unit, the input of which is sub li ne to a second output amplifying and converting units, and an output connected to a third input sensors and the magnetic field source. Moreover, each amplifier-conversion unit consists of three channels, each of which contains a selective amplifier and a synchronous detector. Electrically connected with each other, a three-component sensor, an amplifier-converter unit and a variable emf generator form an electronic unit, therefore, the known device contains three electronic units.

Известное устройство [1] работает следующим образом. На вторые входы датчиков подаются с первых выходов соответствующих генераторов переменные напряжения, перемагничивающие магниточувствительные элементы этих датчиков. В результате этого на выходе каждого из датчиков появляются три ЭДС второй гармоники, каждая из которых пропорциональна одной из трех составляющих магнитного поля, созданного источником магнитного поля и внешним однородным магнитным полем, в частности геомагнитным полем [2]. Выходные сигналы с датчиков усиливаются и детектируются соответствующими усилительно-преобразовательными блоками, поэтому выходные сигналы с каждого усилительно-преобразовательного блока пропорциональны трем составляющим вектора магнитной индукции. Для детектирования сигналов на вторые входы каждого усилительно-преобразовательного блока подается переменное напряжение с вторых выходов соответствующих генераторов переменной ЭДС. Выходные сигналы с первых выходов усилительно-преобразовательных блоков подаются на первые входы соответствующих трехкомпонентных датчиков, обеспечивая отрицательную обратную связь по измеренным составляющим векторов магнитной индукции. Выходные сигналы с усилительно-преобразовательных блоков подаются на входы вычислительного блока. В вычислительном блоке осуществляется определение составляющих однородного магнитного поля и координат источника магнитного поля. Сигналы, пропорциональные составляющим вектора однородного магнитного поля, поступают с выходов вычислительного блока на соответствующий датчик, осуществляя компенсацию однородного магнитного поля в объеме каждого датчика. The known device [1] operates as follows. The second inputs of the sensors are supplied from the first outputs of the respective generators with alternating voltages that magnetize the magnetically sensitive elements of these sensors. As a result of this, three emfs of the second harmonic appear at the output of each of the sensors, each of which is proportional to one of the three components of the magnetic field created by the magnetic field source and an external uniform magnetic field, in particular a geomagnetic field [2]. The output signals from the sensors are amplified and detected by the corresponding amplifier-converter blocks, so the output signals from each amplifier-converter block are proportional to the three components of the magnetic induction vector. To detect signals, the second inputs of each amplifier-converter unit are supplied with alternating voltage from the second outputs of the corresponding generators of variable EMF. The output signals from the first outputs of the amplifier-converter blocks are fed to the first inputs of the corresponding three-component sensors, providing negative feedback on the measured components of the magnetic induction vectors. The output signals from the amplifier-conversion blocks are fed to the inputs of the computing unit. In the computing unit, the components of a uniform magnetic field and the coordinates of the source of the magnetic field are determined. Signals proportional to the components of the vector of a uniform magnetic field come from the outputs of the computing unit to the corresponding sensor, compensating for the uniform magnetic field in the volume of each sensor.

Однако известное техническое решение [1] в ряде случаев не обеспечивает однозначности определения координат источника магнитного поля [3]. Кроме того, определение координат источника магнитного поля осуществляется в системе координат, жестко связанной с датчиками. Следовательно, одинаковое изменение только ориентации датчиков при неизменном местоположении источника магнитного поля будет приводить к изменению координат, в частности проекций радиус-вектора источника магнитного поля на оси системы координат. However, the known technical solution [1] in some cases does not provide unambiguous determination of the coordinates of the magnetic field source [3]. In addition, the determination of the coordinates of the magnetic field source is carried out in the coordinate system, rigidly connected with the sensors. Consequently, the same change only in the orientation of the sensors with the location of the magnetic field source unchanged will lead to a change in coordinates, in particular the projections of the radius vector of the magnetic field source on the axis of the coordinate system.

Известно устройство для определения координат источника, магнитного поля [4, второй вариант], которое по совокупности существенных признаков наиболее близко предлагаемому и принято за прототип. Известное устройство состоит из источника магнитного поля, размещенного на объекте, четырех трехкомпонентных магнитометрических датчиков, размещенных в вершинах тетраэдра, двенадцати усилительно-преобразовательных блоков, выходы которых являются выходами устройства, и генератора переменных напряжений. Первые входы первого, второго и третьего усилительно-преобразовательных блоков подключены к соответствующим выходам первого трехкомпонентного датчика, первые входы четвертого, пятого и шестого усилительно-преобразовательных блоков подключены к соответствующим выходам второго трехкомпонентного датчика, первые входы седьмого, восьмого и девятого усилительно-преобразовательных блоков подключены к соответствующим выходам третьего трехкомпонентного датчика, первые входы десятого, одиннадцатого и двенадцатого усилительно-преобразовательных блоков подключены к соответствующим выходам четвертого трехкомпонентного датчика, первый выход генератора переменных напряжений подключен к входам четырех трехкомпонентных датчиков, а второй выход - к вторым входам двенадцати усилительно-преобразовательных блоков. A device is known for determining the coordinates of a source, magnetic field [4, second option], which, according to the set of essential features, is closest to the proposed one and is taken as a prototype. The known device consists of a magnetic field source located on the object, four three-component magnetometric sensors located at the vertices of the tetrahedron, twelve amplifier-converter blocks, the outputs of which are the device outputs, and an alternating voltage generator. The first inputs of the first, second and third amplifier-converter blocks are connected to the corresponding outputs of the first three-component sensor, the first inputs of the fourth, fifth and sixth amplifier-converter blocks are connected to the corresponding outputs of the second three-component sensor, the first inputs of the seventh, eighth and ninth converter to the corresponding outputs of the third three-component sensor, the first inputs of the tenth, eleventh and twelfth amplification-conversion Native blocks are connected to the corresponding outputs of the fourth three-component sensor, the first output of the alternating voltage generator is connected to the inputs of four three-component sensors, and the second output is connected to the second inputs of twelve amplifier-converter blocks.

Известное устройство [4] работает следующим образом. На первые входы четырех датчиков подается с генератора переменных напряжений напряжение, перемагничивающее магниточувствительные элементы датчиков, например феррозондовых датчиков. В результате этого на выходах каждого датчика появляются три ЭДС вторых гармоник, пропорциональные проекциям векторов магнитной индукции на магнитные оси датчиков, созданной источником магнитного поля [2]. Выходные сигналы с датчиков усиливаются и детектируются соответствующими усилительно-преобразовательными блоками. Для детектирования сигналов на вторые входы усилительно-преобразовательных блоков подается переменное напряжение с генератора. На выходах усилительно-преобразовательных блоков будут сигналы соответствующих полярностей, пропорциональные значениям проекций векторов магнитной индукции, созданной источником магнитного поля. По измеренным проекциям векторов магнитной индукции, пропорциональных сигналам на выходах усилительно-преобразовательных блоков, и известным координатам, например, второго, третьего и четвертого датчиков относительно первого датчика осуществляется определение координат источника магнитного поля по алгоритму, изложенному в работе [5]. The known device [4] works as follows. The first inputs of the four sensors are supplied with a voltage alternating voltage generator that magnetizes the magnetically sensitive elements of the sensors, for example, flux-gate sensors. As a result of this, at the outputs of each sensor three EMFs of the second harmonics appear, which are proportional to the projections of the magnetic induction vectors onto the magnetic axes of the sensors created by the magnetic field source [2]. The output signals from the sensors are amplified and detected by the corresponding amplification-conversion units. To detect signals, alternating voltage from the generator is supplied to the second inputs of the amplifier-converter blocks. At the outputs of the amplifier-converter blocks there will be signals of corresponding polarities proportional to the values of the projections of the magnetic induction vectors created by the magnetic field source. Using the measured projections of the magnetic induction vectors proportional to the signals at the outputs of the amplifier-converter blocks, and the known coordinates, for example, the second, third, and fourth sensors relative to the first sensor, the coordinates of the magnetic field source are determined by the algorithm described in [5].

Известное техническое решение [4] обеспечивает определение координат источника магнитного поля в случае, если внешнее однородное магнитное поле, в частности геомагнитное поле, известно или известны некоторые магнитные параметры источника магнитного поля. При отсутствии каких-либо сведений о местоположении и магнитных параметрах источника магнитного поля известное техническое решение [4], как и техническое решение [1], принятое за прототип, не обеспечивает однозначности определения координат источника магнитного поля. Кроме того, определение координат источника магнитного поля осуществляется в системе координат, жестко связанной с датчиками. Следовательно, одинаковое изменение ориентации датчиков при неизменных местоположениях источника магнитного поля и, например, одного из датчиков будет приводить к изменению координат, в частности проекций радиус-вектора источника магнитного поля на оси этого датчика. В известном устройстве [4] трехкомпонентные датчики могут быть разнесены на десятки метров, что приведет к увеличению мощности генератора переменных напряжений на потери при электрических цепях, связывающих генератор с датчиками. The known technical solution [4] provides the determination of the coordinates of the magnetic field source in the event that an external uniform magnetic field, in particular a geomagnetic field, is known or certain magnetic parameters of the magnetic field source are known. In the absence of any information about the location and magnetic parameters of the magnetic field source, the known technical solution [4], like the technical solution [1], adopted as a prototype, does not provide unambiguous determination of the coordinates of the magnetic field source. In addition, the determination of the coordinates of the source of the magnetic field is carried out in the coordinate system, rigidly connected with the sensors. Therefore, the same change in the orientation of the sensors at constant locations of the source of the magnetic field and, for example, one of the sensors will lead to a change in coordinates, in particular the projections of the radius vector of the source of the magnetic field on the axis of this sensor. In the known device [4] three-component sensors can be spaced tens of meters, which will lead to an increase in the power of the alternating voltage generator for losses during electrical circuits connecting the generator with the sensors.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, обеспечивающего однозначное определение координат источника магнитного поля в опорной системе координат в условиях внешнего однородного магнитного поля, в частности геомагнитного поля, при отсутствии каких-либо сведений о внешнем магнитном поле и магнитных параметрах источника магнитного поля. Поставленная задача решается за счет пространственного размещения трехкомпонентных магнитометрических датчиков и измерении в выбранной опорной системе координат углового положения объекта с размещенными на нем датчиками синхронно с измерением векторов магнитной индукции. The objective of the invention is to provide a device that provides an unambiguous determination of the coordinates of a magnetic field source in a reference coordinate system under an external uniform magnetic field, in particular a geomagnetic field, in the absence of any information about the external magnetic field and magnetic parameters of the magnetic field source. The problem is solved due to the spatial distribution of three-component magnetometric sensors and measurement in the selected reference coordinate system of the angular position of the object with sensors placed on it synchronously with the measurement of magnetic induction vectors.

Предлагаемое устройство для определения координат источника магнитного поля с подвижного объекта, включающее четыре трехкомпонентных магнитометрических датчика, генератор переменных напряжений и двенадцать усилительно-преобразовательных блоков, первые входы первого, второго и третьего усилительно-преобразовательных блоков подключены к соответствующим выходам первого трехкомпонентного датчика, первые входы четвертого, пятого и шестого усилительно-преобразовательных блоков подключены к соответствующим выходам второго трехкомпонентного датчика, первые входы седьмого, восьмого и девятого усилительно-преобразовательных блоков подключены к соответствующим выходам третьего трехкомпонентного датчика, первые входы десятого, одиннадцатого и двенадцатого усилительно-преобразовательных блоков подключены к соответствующим выходам четвертого трехкомпонентного датчика, первый выход генератора переменных напряжений подключен к первому входу первого трехкомпонентного датчика, а второй выход - к вторым входам первого, второго и третьего усилительно-преобразовательных блоков, снабжено вторым, третьим и четвертым генераторами переменных напряжений, углоизмерительным устройством, регистрирующим блоком, выполненным с возможностью синхронной регистрации сигналов, пропорциональных значениям проекций векторов магнитной индукции и углов курса, крена, тангажа объекта и устройством обработки информации, вход которого подключен к выходу регистрирующего блока, первые выходы усилительно-преобразовательных блоков и три выхода углоизмерительного устройства подключены к соответствующим входам регистрирующего блока, первый выход второго генератора переменных напряжений подключен к первому входу второго трехкомпонентного датчика, а второй выход - к вторым входам четвертого, пятого и шестого усилительно-преобразовательных блоков, первый выход третьего генератора переменных напряжений подключен к первому входу третьего трехкомпонентного датчика, а второй выход - к вторым входам седьмого, восьмого и девятого усилительно-преобразовательных блоков, первый выход четвертого генератора переменных напряжений подключен к первому входу четвертого трехкомпонентного датчика, а второй выход - к вторым входам десятого, одиннадцатого и двенадцатого усилительно-преобразовательных блоков, вторые выходы первого, второго и третьего усилительно-преобразовательных блоков подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам первого трехкомпонентного датчика, вторые выходы четвертого, пятого и шестого усилительно-преобразовательных блоков подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам второго трехкомпонентного датчика, вторые выходы седьмого, восьмого и девятого усилительно-преобразовательных блоков подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам третьего трехкомпонентного датчика, вторые выходы десятого, одиннадцатого и двенадцатого усилительно-преобразовательных блоков подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам четвертого трехкомпонентного датчика, при этом первый и второй трехкомпонентные датчики размещены на одной оси, третий и четвертый трехкомпонентные датчика размещены на второй оси и симметрично первой оси, а первый и второй трехкомпонентные датчики установлены симметрично упомянутой второй оси, первый и второй трехкомпонентные датчики установлены друг от друга на расстояние, отличное от расстояния между третьим и четвертым трехкомпонентными датчиками, четыре трехкомпонентных датчика, четыре генератора переменных напряжений, двенадцать усилительно-преобразовательных блоков, регистрирующий блок, углоизмерительное устройство и устройство обработки информации размещены на подвижном объекте. The proposed device for determining the coordinates of a magnetic field source from a moving object, including four three-component magnetometric sensors, an alternating voltage generator and twelve amplifier-converter blocks, the first inputs of the first, second and third amplifier-converter blocks are connected to the corresponding outputs of the first three-component sensor, the first inputs of the fourth , fifth and sixth amplification-conversion blocks are connected to the corresponding outputs of the second three-component sensor, the first inputs of the seventh, eighth and ninth amplifier-converter blocks are connected to the corresponding outputs of the third three-component sensor, the first inputs of the tenth, eleventh and twelfth amplifier-converter blocks are connected to the corresponding outputs of the fourth three-component sensor, the first output of the alternating voltage generator is connected to the first input the first three-component sensor, and the second output to the second inputs of the first, second and third amplifier-converter of the second blocks, it is equipped with a second, third and fourth alternating voltage generators, an angle measuring device, a recording unit configured to synchronously register signals proportional to the values of the projections of the magnetic induction vectors and the course angles, roll, pitch of the object and an information processing device whose input is connected to the output the recording unit, the first outputs of the amplifier-conversion units and three outputs of the angle measuring device are connected to the corresponding inputs of the register The first output of the second alternating voltage generator is connected to the first input of the second three-component sensor, and the second output is to the second inputs of the fourth, fifth and sixth amplification-conversion blocks, the first output of the third alternating voltage generator is connected to the first input of the third three-component sensor, and the second output - to the second inputs of the seventh, eighth and ninth amplification-conversion blocks, the first output of the fourth alternating voltage generator is connected to the first input of the fourth the third three-component sensor, and the second output to the second inputs of the tenth, eleventh and twelfth amplification-conversion blocks, the second outputs of the first, second and third amplification-conversion blocks are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the first three-component sensor, the second outputs of the fourth, fifth and the sixth amplifier-converter blocks are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the second three-component sensor, the second outputs of the seventh, eighth o and the ninth amplifier-converter blocks are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the third three-component sensor, the second outputs of the tenth, eleventh and twelfth amplifier-converter blocks are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the fourth three-component sensor, while the first and second three-component sensors are placed on one axis, the third and fourth three-component sensors are placed on the second axis and symmetrically to the first axis, and the first and second t ex-component sensors are installed symmetrically to the second axis, the first and second three-component sensors are set apart from each other by a distance different from the distance between the third and fourth three-component sensors, four three-component sensors, four alternating voltage generators, twelve amplifier-conversion blocks, a recording unit, an angle measuring device and the information processing device is placed on a moving object.

Применение в предлагаемом техническом решении расположенных на подвижном объекте четырех трехкомпонентных магнитометрических датчиков, четырех генераторов переменных напряжений, двенадцати усилительно-преобразовательных блоков, углоизмерительного устройства, регистрирующего блока и устройства обработки информации, размещенных и включенных между собой определенным образом, обеспечивает однозначное определение координат источника магнитного поля в выбранной опорной системе координат при отсутствии и наличии внешнего однородного магнитного поля и отсутствия каких-либо сведений об источнике магнитного поля. The use in the proposed technical solution of four three-component magnetometric sensors located on a moving object, four alternating voltage generators, twelve amplifying and converting units, an angle measuring device, a recording unit and an information processing device placed and connected among themselves in a certain way, provides an unambiguous determination of the coordinates of the magnetic field source in the selected reference coordinate system in the absence and presence of an external uniformly of the magnetic field and the lack of any information about the source of the magnetic field.

Таким образом, технический результат предлагаемого устройства выражается в однозначности определения координат источника магнитного поля с подвижного объекта в выбранной опорной системе координат как при отсутствии, так и при наличии внешнего однородного магнитного поля и при отсутствии каких-либо сведений о местоположении и магнитных параметрах источника магнитного поля. Thus, the technical result of the proposed device is expressed in the uniqueness of determining the coordinates of the magnetic field source from a moving object in the selected reference coordinate system both in the absence and in the presence of an external uniform magnetic field and in the absence of any information about the location and magnetic parameters of the magnetic field source .

Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими графическими материалами. The essence of the proposed technical solution is illustrated by the following graphic materials.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для определения координат источника магнитного поля с подвижного объекта. In FIG. 1 shows a block diagram of a device for determining the coordinates of a magnetic field source from a moving object.

На фиг.2 изображено пространственное расположение трехкомпонентных магнитометрических датчиков в декартовой системе координат. Figure 2 shows the spatial arrangement of three-component magnetometric sensors in a Cartesian coordinate system.

Предлагаемое устройство для определения координат источника магнитного поля с подвижного объекта состоит (фиг.1) из четырех трехкомпонентных магнитометрических датчиков 1-4, двенадцати усилительно-преобразовательных блоков 5-16, четырех генераторов переменных напряжений 17-20, регистрирующего блока 21, углоизмерительного устройства 22, устройства обработки информации 23, подвижного объекта 24, на котором расположены датчики 1-4, блоки 5-16, 21, генераторы 17-20, устройства 21 и 23, определяющие координаты источника магнитного поля 25. Первые входы блоков 5-7 подключены к соответствующим выходам датчика 1, первые входы блоков 8-10 подключены к соответствующим выходам датчика 2, первые входы блоков 11-13 подключены к соответствующим выходам датчика 3, первые входы блоков 14-16 подключены к соответствующим выходам датчика 4. Первый выход генератора 17 подключен к первому входу датчика 1, а второй выход - к вторым входам блоков 5-7, первый выход генератора 18 подключен к первому входу датчика 2, а второй выход - к вторым входам блоков 8-10, первый выход генератора 19 подключен к первому входу датчика 3, а второй выход - к вторым входам блоков 11-13, первый выход генератора 20 подключен к первому входу датчика 4, а второй выход - к вторым входам блоков 14-16. Первые выходы блоков 5-16 и выходы устройства 22 подключены к соответствующим входам блока 21, выход которого подключен к входу устройства 24. Вторые выходы блоков 5-7 подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам датчика 1, вторые выходы блоков 8-10 подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам датчика 2, вторые выходы блоков 11-13 подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам датчика 3, вторые выходы блоков 14-16 подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам датчика 4. Первая пара трехкомпонентных магнитометрических датчиков 26 и 27 (фиг.2) размещена на оси ОХ декартовой системы координат ОХУZ симметрично относительно оси ОУ, а вторая пара трехкомпонентных магнитометрических датчиков 28 и 29 размещена на оси ОУ симметрично относительно оси ОХ. The proposed device for determining the coordinates of a magnetic field source from a moving object (Fig. 1) consists of four three-component magnetometric sensors 1-4, twelve amplifier-converter blocks 5-16, four alternating voltage generators 17-20, a recording unit 21, an angle measuring device 22 , information processing devices 23, a movable object 24, on which sensors 1-4 are located, blocks 5-16, 21, generators 17-20, devices 21 and 23 that determine the coordinates of the magnetic field source 25. The first inputs of the blocks 5-7 are connected to the corresponding outputs of the sensor 1, the first inputs of blocks 8-10 are connected to the corresponding outputs of the sensor 2, the first inputs of blocks 11-13 are connected to the corresponding outputs of the sensor 3, the first inputs of blocks 14-16 are connected to the corresponding outputs of the sensor 4. First the output of the generator 17 is connected to the first input of the sensor 1, and the second output to the second inputs of the blocks 5-7, the first output of the generator 18 is connected to the first input of the sensor 2, and the second output to the second inputs of blocks 8-10, the first output of the generator 19 is connected to the first input of sensor 3, and the second you od - to the second inputs of blocks 11-13, a first oscillator output 20 is connected to the first input of the sensor 4, and the second output - to the second inputs of blocks 14-16. The first outputs of blocks 5-16 and the outputs of device 22 are connected to the corresponding inputs of block 21, the output of which is connected to the input of device 24. The second outputs of blocks 5-7 are connected respectively to the second, third and fourth inputs of sensor 1, the second outputs of blocks 8-10 are connected respectively, to the second, third and fourth inputs of the sensor 2, the second outputs of blocks 11-13 are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the sensor 3, the second outputs of blocks 14-16 are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the sensor 4. Per a second pair of three-component magnetometric sensors 26 and 27 (Fig. 2) is placed on the OX axis of the Cartesian coordinate system OXUZ symmetrically with respect to the OA axis, and a second pair of three-component magnetometric sensors 28 and 29 is placed on the OA axis symmetrically with respect to the OX axis.

Предлагаемое устройство для определения координат источника магнитного поля с подвижного объекта работает следующим образом. На первые входы датчиков 1-4 (фиг. 1), например феррозондов, подаются с соответствующих генераторов 17-20 переменные напряжения частотой f, перемагничивающие магниточувствительные элементы датчиков 1-4. В результате этого на трех выходах каждого из датчиков 1-4 появляются три ЭДС вторых гармоник, пропорциональные проекциям векторов магнитной индукции, созданной источником 25 и внешним однородным магнитным полем, на магнитные оси упомянутых датчиков [2]. Эти ЭДС усиливаются и детектируются блоками 5-16, каждый из которых состоит из избирательного усилителя и синхронного детектора. Для этого на вторые входы блоков 5-16 подаются опорные напряжения частотой 2f с вторых выходов соответствующих генераторов 17-20, а на первые входы этих блоков подаются с соответствующих выходов датчиков 1-4 переменные ЭДС частотой 2f. На второй, третий и четвертый входы датчика 1 подаются продетектированные сигналы с вторых выходов соответствующих блоков 5-7, на второй, третий и четвертый входы датчика 2 подаются продетектированные сигналы с вторых выходов соответствующих блоков 8-10, на второй, третий и четвертый входы датчика 3 подаются продетектированные сигналы с вторых выходов соответствующих блоков 11-13, на второй, третий и четвертый входы датчика 4 подаются продетектированные сигналы с вторых выходов соответствующих блоков 14-16. Сигналы, приходящие на вторые, третьи и четвертые входы датчиков 1-4 с выходов соответствующих блоков 5-16, обеспечивают отрицательную обратную связь по измеряемым сигналам [2] . На входы блока 21 поступают сигналы с первых выходов блоков 5-16, пропорциональные значениям проекций векторов магнитного индукции, и сигналы с выходов устройства 22, пропорциональные углам курса, крена, тангажа объекта 24. При этом сигналы на выходах блоков 5-16 пропорциональны проекциям магнитной индукции внешнего однородного магнитного поля, например геомагнитного поля, и магнитной индукции, созданной источником магнитного поля 25. Блок 21 обеспечивает синхронную регистрацию сигналов, пропорциональных значениям проекций векторов магнитной индукции и углов курса, крена, тангажа объекта 24, и передачу их на устройство 23. При коллинеарных осях датчиков 1-4 устройство 23 определяет приближенные значения пространственных производных, характеризующих тензор второго ранга вектора магнитной индукции, созданной источником магнитного поля, из следующих выражений:

где

- вектор магнитной индукции и его проекции на оси датчика 1, измеренные в месте размещения этого датчика;

- вектор магнитной индукции и его проекции на оси датчика 2, измеренные в месте размещения этого датчика;

- вектор магнитной индукции и его проекции на оси датчика 3, измеренные в месте размещения этого датчика;

- вектор магнитной индукции и его проекции на оси датчика 4, измеренные в месте размещения этого датчика; (а₁, 0, 0), (а₂, 0, 0), (0, b₃, 0), (0, b₄, 0) - координаты соответствующих датчиков 26-29 (фиг. 2) в декартовой системе координат ОХУZ, жестко связанной с объектом, оси которой коллинеарны осям датчиков 26-29; а₁ = -а₂, b₃ = -b₄, a₁ ≠ b₃; (В_х1, В_у1, В_z1), (В_х2, В_у2, В_z2), (В_х3, В_у3, В_z3), (В_х4, В_у4, В_z4) - проекции векторов магнитной индукции, созданные источником магнитного поля в соответствующих местах размещения датчиков 1-4; В_хо, В_уо, В_zo - проекции вектора индукции геомагнитного поля.The proposed device for determining the coordinates of a magnetic field source from a moving object works as follows. At the first inputs of the sensors 1-4 (Fig. 1), for example, flux gates, alternating voltages of frequency f are supplied from the respective generators 17-20, magnetizing magnetically sensitive elements of the sensors 1-4. As a result of this, at the three outputs of each of the sensors 1-4, three second-harmonic emfs appear, which are proportional to the projections of the magnetic induction vectors created by the source 25 and an external uniform magnetic field onto the magnetic axes of the said sensors [2]. These EMFs are amplified and detected by blocks 5-16, each of which consists of a selective amplifier and a synchronous detector. To do this, reference voltages of frequency 2f are supplied to the second inputs of blocks 5-16 from the second outputs of the respective generators 17-20, and variable emf frequencies of 2f are fed from the corresponding outputs of the sensors 1-4 to the first inputs of these blocks. The second, third and fourth inputs of the sensor 1 are supplied with detected signals from the second outputs of the corresponding blocks 5-7, the second, third and fourth inputs of the sensor 2 are fed with detected signals from the second outputs of the corresponding blocks 8-10, and the second, third and fourth inputs of the sensor 3, the detected signals are supplied from the second outputs of the respective blocks 11-13, and the detected, signals from the second outputs of the corresponding blocks 14-16 are supplied to the second, third and fourth inputs of the sensor 4. The signals arriving at the second, third and fourth inputs of the sensors 1-4 from the outputs of the respective blocks 5-16 provide negative feedback on the measured signals [2]. The inputs of block 21 receive the signals from the first outputs of blocks 5-16, proportional to the values of the projections of the magnetic induction vectors, and the signals from the outputs of the device 22, proportional to the angles of the course, roll, pitch of the object 24. Moreover, the signals at the outputs of blocks 5-16 are proportional to the projections of the magnetic induction of an external uniform magnetic field, for example, a geomagnetic field, and magnetic induction created by a magnetic field source 25. Block 21 provides synchronous registration of signals proportional to the values of the projections of the magnetic vectors the induction and the angles of the heading, roll, pitch of the object 24, and transferring them to the device 23. With the collinear axes of the sensors 1-4, the device 23 determines the approximate values of the spatial derivatives characterizing the tensor of the second rank of the magnetic induction vector created by the magnetic field source from the following expressions:

Where

- the vector of magnetic induction and its projection on the axis of the sensor 1, measured at the location of this sensor;

- the vector of magnetic induction and its projection on the axis of the sensor 2, measured at the location of this sensor;

- the vector of magnetic induction and its projection on the axis of the sensor 3, measured at the location of this sensor;

- the vector of magnetic induction and its projection on the axis of the sensor 4, measured at the location of this sensor; (a ₁ , 0, 0), (a ₂ , 0, 0), (0, b ₃ , 0), (0, b ₄ , 0) - the coordinates of the corresponding sensors 26-29 (Fig. 2) in the Cartesian system coordinates ОХУZ, rigidly connected with the object, the axis of which is collinear to the axes of the sensors 26-29; a ₁ = -a ₂ , b ₃ = -b ₄ , a ₁ ≠ b ₃ ; (V _x1 , V _y1 , V _z1 ), (V _x2 , V _y2 , V _z2 ), (V _x3 , V _y3 , V _z3 ), (V _x4 , V _y4 , V _z4 ) - projections of magnetic induction vectors created a magnetic field source in the respective locations of the sensors 1-4; В _хо , В _уо , В _zo are projections of the induction vector of the geomagnetic field.

Приняв

, получим симметричную матрицу D, у которой сумма элементов главной диагонали равна нулю, где

.Having accepted

, we obtain a symmetric matrix D for which the sum of the elements of the main diagonal is zero, where

.

Элементы матрицы D есть пространственные производные вектора магнитной индукции, характеризующие тензор второго ранга вектора магнитной индукции источника 25 (фиг.1). Elements of the matrix D are spatial derivatives of the magnetic induction vector, characterizing the tensor of the second rank of the magnetic induction vector of source 25 (Fig. 1).

Устройством 23 (фиг.1) осуществляется определение собственных значений λ₁, λ₂, λ₃ и собственных векторов

матрицы D [6], а по λ₁, λ₂, λ₃ и

- определение с точностью до четырех направлений единичного радиуса-вектора источника магнитного поля 25 из следующего выражения [7]:

где i = 1, 2, 3, 4 - номер единичного радиус-вектора источника магнитного поля.The device 23 (figure 1) determines the eigenvalues λ ₁ , λ ₂ , λ ₃ and eigenvectors

matrices D [6], and with respect to λ ₁ , λ ₂ , λ ₃ and

- determination up to four directions of the unit radius vector of the magnetic field source 25 from the following expression [7]:

where i = 1, 2, 3, 4 is the number of the unit radius vector of the magnetic field source.

На расстояниях, превышающих линейные размеры источника магнитного поля, реальное магнитное поле этого источника аппроксимируют магнитным полем диполя [8]. В таком случае векторы магнитной индукции

измеренные в местах размещения датчиков 26-29 (фиг.2), можно представить в виде следующих уравнений:

, где

μ_o = 4π•10^-7 Гн/м; r₁ = [(х-а₁)²+у²+z²]^1/2; r₂ = [(x+a₁)²+y²+z²]^1/2; r₃ = [x²+(у-b₃)²+z²]^1/2; r₄ = [x²+(у+b₃)²+z²]^1/2;

- радиус-вектор источника магнитного поля; х, у, z - координаты источника магнитного поля в системе координат ОХУZ;

- вектор магнитного момента источника магнитного поля;

- вектор индукции геомагнитного поля (внешнего однородного магнитного поля).At distances exceeding the linear dimensions of the magnetic field source, the real magnetic field of this source is approximated by the dipole magnetic field [8]. In this case, the magnetic induction vectors

measured at the locations of the sensors 26-29 (figure 2), can be represented in the form of the following equations:

where

μ _o = 4π • 10 ^-7 GN / m; r ₁ = [(xa ₁ ) ² + y ² + z ² ] ^1/2 ; r ₂ = [(x + a ₁ ) ² + y ² + z ² ] ^1/2 ; r ₃ = [x ² + (y-b ₃ ) ² + z ² ] ^1/2 ; r ₄ = [x ² + (y + b ₃ ) ² + z ² ] ^1/2 ;

is the radius vector of the source of the magnetic field; x, y, z - coordinates of the source of the magnetic field in the coordinate system OKHZ;

is the vector of the magnetic moment of the source of the magnetic field;

- the induction vector of the geomagnetic field (external homogeneous magnetic field).

Решение задачи определения х, у, z устройством 23 (фиг.1) осуществляется итерационным методом, в частности методом поиска [6], следующим образом. На каждом из четырех радиус-векторов

задают по точке пространства, равноудаленные от начала координат, принимая их координаты за начальные приближения источника магнитного поля, и по две дополнительные точки пространства, расположенные на одинаковых расстояниях и симметрично относительно соответствующей точки начального приближения (центральной точки). Подставляя координаты заданных точек пространства в выражения элементов матриц А₁, А₂, А₃, А₄, получают приближения этих матриц. Так, например, при начальном приближении х₁ ⁽⁰⁾, y₁ ⁽⁰⁾, z₁ ⁽⁰⁾, взятом на направлении

, получают уравнение

из которого определяют приближенное значение вектора магнитного момента

, где

.The solution to the problem of determining x, y, z by the device 23 (Fig. 1) is carried out by the iterative method, in particular by the search method [6], as follows. On each of the four radius vectors

set at a point in space equidistant from the origin, taking their coordinates as the initial approximations of the source of the magnetic field, and two additional points of space located at equal distances and symmetrically with respect to the corresponding point of initial approximation (center point). Substituting the coordinates of the given points of space into the expressions of the elements of the matrices A ₁ , A ₂ , A ₃ , A ₄ , we obtain approximations of these matrices. So, for example, with the initial approximation x ₁ ⁽⁰⁾ , y ₁ ⁽⁰⁾ , z ₁ ⁽⁰⁾ , taken in the direction

get the equation

from which the approximate value of the magnetic moment vector is determined

where

.

Подставляя

и х₁ ⁽⁰⁾, y₁ ⁽⁰⁾, z₁ ⁽⁰⁾ в правые части уравнений для

и

где

и

, определяют начальные приближения

и

. Затем находят функцию

Аналогично определяют функции F₁₂ ⁽⁰⁾ и F₁₃ ⁽⁰⁾ для дополнительных точек пространства на направлении

, а также F₂₁, F₂₂, F₂₃ на направлении

, F₃₁, F₃₂, F₃₃ на направлении

и F₄₁, F₄₂, F₄₃ на направлении

. Из всех F_ij ⁽⁰⁾ где j - номера, соответствующие центральным и дополнительным точкам пространства, выбирают функцию с наименьшим значением и, если этой функции соответствует дополнительная точка пространства, она принимается за центральную, а относительно ее задают две дополнительные точки пространства с предыдущим шагом итерации и вновь осуществляют определение F_ij ⁽¹⁾ уже на выбранном направлении, то есть при i = const. Если наименьшей функции F_ij ^(t), где t = 0, 1, 2, 3,... номера итераций, соответствует центральная точка пространства, то для последующей итерации она остается центральной, но относительно ее задают две дополнительные точки пространства с меньшим шагом, например уменьшенным в два раза. Поиск прекращается при минимальном F_ij ^(t) из трех значений при шаге итерации, равном или меньшем установленной невязке ε_r. Полученные в этом случае координаты х, у, z источника магнитного поля в системе координат ОХУZ, жестко связанной с датчиками (с объектом), принимают за действительные. Значения координат х', у', z' источника магнитного поля в выбранной опорной системе координат, например геомагнитной системе координат, отделяют устройством 23 (фиг.1) из следующих уравнений [6]:
х' = l₁х + l₂у + l₃z;
у' = m₁x + m₂y + m₃z;
z' = n₁x + n₂y + n₃z,
где (l₁, m₁, n₁), (l₂, m₂, n₂), (l₃, m₃, n₃) - направляющие косинусы осей ОХ, ОУ, OZ системы координат ОХУZ, являющиеся функциями углов курса (магнитного курса), крена, тангажа, объекта в опорной системе координат О'Х'У'Z'.Substituting

and x ₁ ⁽⁰⁾ , y ₁ ⁽⁰⁾ , z ₁ ⁽⁰⁾ to the right of the equations for

and

Where

and

determine the initial approximations

and

. Then find the function

The functions F ₁₂ ⁽⁰⁾ and F ₁₃ ^{(0) are} defined similarly for additional points of space in the direction

as well as F ₂₁ , F ₂₂ , F ₂₃ in the direction

, F ₃₁ , F ₃₂ , F ₃₃ in the direction

and F ₄₁ , F ₄₂ , F ₄₃ in the direction

. From all F _ij ⁽⁰⁾ where j are the numbers corresponding to the central and additional points of space, choose the function with the lowest value and, if this function corresponds to an additional point in space, it is taken as the central one, and two additional points of space with the previous step are defined relative to it iterations and again carry out the determination of F _ij ⁽¹⁾ already in the chosen direction, that is, for i = const. If the smallest function F _ij ^(t) , where t = 0, 1, 2, 3, ... the number of iterations, corresponds to the central point of space, then for the next iteration it remains central, but two additional points of space with a smaller step define it , for example, halved. The search terminates at the minimum F _ij ^(t) of the three values at the iteration step equal to or less than the established residual ε _r . The coordinates x, y, z obtained in this case, the source of the magnetic field in the coordinate system OXUZ, rigidly connected with the sensors (with the object), are taken for real. The coordinate values x ', y', z 'of the magnetic field source in the selected reference coordinate system, for example, a geomagnetic coordinate system, is separated by the device 23 (Fig. 1) from the following equations [6]:
x '= l ₁ x + l ₂ y + l ₃ z;
y '= m ₁ x + m ₂ y + m ₃ z;
z '= n ₁ x + n ₂ y + n ₃ z,
where (l ₁ , m ₁ , n ₁ ), (l ₂ , m ₂ , n ₂ ), (l ₃ , m ₃ , n ₃ ) are the direction cosines of the axes ОХ, ОУ, OZ of the coordinate system ОХУZ, which are functions of the course angles (magnetic heading), roll, pitch, object in the O'X'U'Z 'reference coordinate system.

В предлагаемом техническом решении поиск действительных значений координат источника магнитного поля осуществляется для первого цикла итерации по четырем направлениям, а затем по одному направлению, что исключает ложные решения, возможные в точках пространства, не лежащих на действительном направлении. In the proposed technical solution, the search for the actual values of the coordinates of the source of the magnetic field is carried out for the first iteration cycle in four directions, and then in one direction, which eliminates false decisions that are possible at points in space that do not lie in the actual direction.

В случае, если векторы

и

коллинеарны, то следует изменить, по крайней мере, угол крена или тангажа на величину, при которой упомянутые векторы будут неколлинеарны, а затем по измеренным

углам курса, крена, тангажа и известным, а₁, а₂, b₃, b₄ определяют в опорной системе координат проекции радиус-вектора источника магнитного поля.In case vectors

and

collinear, then at least the angle of heel or pitch should be changed by the value at which the mentioned vectors are noncollinear, and then according to the measured

the corners of the course, roll, pitch and known, and ₁ , a ₂ , b ₃ , b _{4 are} determined in the reference coordinate system of the projection of the radius vector of the source of the magnetic field.

При В_х12 ≠ 0, В_у12 = B_z12 = 0 и В_х34 = В_z34= 0, В_у34 ≠ 0 значения координат у = z = 0 и проекции вектора магнитного момента М_у = М_z = 0. Поиск координат х осуществляют по оси ОХ. Для выбранного размещения датчиков 26 и 27 (фиг.2) при

значение х > 0, а при

значение х <0.When B _x12 ≠ 0, B _y12 = B _z12 = 0 and B _x34 = B _z34 = 0, B _y34 ≠ 0, the coordinates y = z = 0 and the projection of the magnetic moment vector M _y = M _z = 0. The coordinates x are searched along the axis OX. For the selected placement of the sensors 26 and 27 (figure 2) when

the value of x> 0, and for

x value <0.

При В_х12 ≠ 0, В_у12 = В_z12= 0 и В_х34 = В_z34 = 0, В_у34 ≠ 0 значения координат х = z = 0 и проекций вектора магнитного момента М_х = М_z = 0. Поиск координаты у осуществляют на оси ОУ. Для выбранного размещения датчиков 28 и 29 (фиг.2) при

значение у > 0, а при

значение у <0.At В _х12 ≠ 0, В _у12 = В _z12 = 0 and В _х34 = В _z34 = 0, В _у34 ≠ 0, the coordinates x = z = 0 and the projections of the magnetic moment vector M _x = M _z = 0. The coordinates y are searched on the axis of the op-amp. For the selected placement of the sensors 28 and 29 (figure 2) when

the value of y> 0, and for

the value of y <0.

Датчики 26-29 (фиг. 2) размещены в точках пространства (в вершинах параллелограмма 26, 27, 28, 29), не лежащих на поверхности сферы, поэтому, по крайней мере, одно из расстояний от источника магнитного поля до одного из датчиков будет отличаться от каждого из расстояний от этого источника до каждого из трех остальных датчиков. Пространственное размещение датчиков 26-29 в предлагаемом техническом решении исключает неустойчивость решения задачи определения координат источника магнитного поля, так как один из определителей матриц (А₁ - А₂) и (А₃ - А₄) не будет равен нулю.The sensors 26-29 (Fig. 2) are located at points of space (at the vertices of the parallelogram 26, 27, 28, 29) that do not lie on the surface of the sphere, therefore, at least one of the distances from the magnetic field source to one of the sensors will be differ from each of the distances from this source to each of the other three sensors. The spatial arrangement of the sensors 26-29 in the proposed technical solution eliminates the instability of the solution to the problem of determining the coordinates of the magnetic field source, since one of the determinants of the matrices (A ₁ - A ₂ ) and (A ₃ - A ₄ ) will not be zero.

Синхронное измерение проекций векторов магнитной индукции в местах размещения датчиков 26 -29 (фиг. 2) с измерением углов курса, крена, тангажа объекта обеспечивают определение координат источника магнитного поля в опорной системе координат независимо от углового положения объекта, при котором были измерены проекции векторов магнитной индукции. Synchronous measurement of the projections of the magnetic induction vectors at the locations of the sensors 26-29 (Fig. 2) with the measurement of the course, roll, pitch of the object determine the coordinates of the magnetic field source in the reference coordinate system, regardless of the angular position of the object at which the projections of the magnetic vectors were measured induction.

В предлагаемом техническом решении каждый трехкомпонентный датчик с тремя усилительно-преобразовательными блоками и генератором переменных напряжений, включенных между собой, образует трехкомпонентный магнитометр. Поэтому предлагаемое устройство по сравнению с устройствами, принятыми за аналог и прототип, обеспечивает развязку прохождения измеряемых сигналов по цепям возбуждения и меньшую затрату мощности, связанную с потерями в электрических цепях, связывающих генератор с датчиками 1-4 (фиг.1) и блоками 5-16, при разнесении датчиков 1-4 на десятки и сотни метров (при исследовании эпицентров землетрясений). In the proposed technical solution, each three-component sensor with three amplifier-converter units and an alternating voltage generator connected between each other forms a three-component magnetometer. Therefore, the proposed device in comparison with devices adopted for analog and prototype, provides isolation of the measured signals along the excitation circuits and a lower power consumption associated with losses in the electrical circuits connecting the generator with sensors 1-4 (Fig. 1) and blocks 5- 16, when the sensors are spaced 1-4 in tens and hundreds of meters (when studying the epicenters of earthquakes).

В предлагаемом техническом решении (фиг. 1) датчики 1-4, блоки 5-16, генераторы 17-20 выполнены аналогично устройству для измерения параметров магнитного поля [2]. Углоизмерительным устройством может быть гиростабилизированная платформа, обеспечивающая измерение трех углов вращения объекта с погрешностью 0,5 угловых минут [9]. Регистрирующий блок 21 и устройство обработки информации 23 могут быть реализованы преобразователем измерительным многоканальным (ПИМ-1, сертификат 15660, Госстандарт России), разработанный АО "АТИС" (г. С.-Петербург). In the proposed technical solution (Fig. 1), sensors 1-4, blocks 5-16, generators 17-20 are made similarly to a device for measuring magnetic field parameters [2]. An angle-measuring device can be a gyro-stabilized platform that provides measurement of three angles of rotation of an object with an error of 0.5 arc minutes [9]. The recording unit 21 and the information processing device 23 can be implemented by a multichannel measuring transducer (PIM-1, certificate 15660, Gosstandart of Russia) developed by ATIS JSC (St. Petersburg).

Литература
1. А.с. 1064251, МКИ G 01 R 33/02. Способ определения магнитного момента дипольного источника поля и координат точки приложения этого момента (Б.М. Смирнов // 1983, Бюл. изобр. 48).Literature
1. A.S. 1064251, MKI G 01 R 33/02. A method for determining the magnetic moment of a dipole field source and the coordinates of the point of application of this moment (B. M. Smirnov // 1983, Bull. Inventory 48).

2. Афанасьев Ю. В. Феррозондовые приборы. - Л.: Энергоатомиздат, 1986, 188 с. 2. Afanasyev Yu. V. Fluxgate devices. - L .: Energoatomizdat, 1986, 188 p.

3. Смирнов Б.М. Решение задачи магнитной совместимости датчика тесламетра с подвижным объектом // Измерительная техника. 1997, 9, с.44-46. 3. Smirnov B.M. The solution of the problem of magnetic compatibility of the teslameter sensor with a moving object // Measuring technique. 1997, 9, p. 44-46.

4. Пат. РФ 2166735. Устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта (варианты) (Б.М. Смирнов// 2001, Бюл. изобр. 13). 4. Pat. RF 2166735. A device for remote determination of the coordinates and angular position of an object (options) (B. M. Smirnov // 2001, Bull. Inventory 13).

5. Смирнов Б.М. Решение задачи ограничения пространства определения координат и углового положения объекта численным методом // Измерительная техника, 2001, 8, с.23-27. 5. Smirnov B.M. The solution to the problem of limiting the space of determining the coordinates and the angular position of an object by a numerical method // Measuring technique, 2001, 8, p.23-27.

6. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. - М.: Наука, 1973, 832 с. 6. Korn G., Korn T. Handbook of mathematics. - M .: Nauka, 1973, 832 p.

7. Семенов В.Г. Решение обратной задачи по определению источника физического поля дипольной или квадрупольной модели // Методы и средства измерения параметров магнитного поля. - Л.: НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева", 1980, с.3-19. 7. Semenov V.G. Solution of the inverse problem of determining the source of the physical field of a dipole or quadrupole model // Methods and means of measuring magnetic field parameters. - L .: NPO VNIIM named after DI Mendeleev, 1980, pp. 3-19.

8. Яновский Б.М. Земной магнетизм. - Л: ЛГУ, 1978, 592 с. 8. Yanovsky B.M. Terrestrial magnetism. - L: Leningrad State University, 1978, 592 p.

9. Теория и конструкция гироскопических приборов и систем // И.В. Одинова, Г.Д. Блюмин, А.В. Карпухин и др. - М.: Высшая школа, 1971, 508 с. 9. Theory and design of gyroscopic devices and systems // IV. Odinova, G.D. Blyumin, A.V. Karpukhin et al. - M.: Higher School, 1971, 508 p.

Claims

A device for determining the coordinates of a magnetic field source from a moving object, including four three-component magnetometric sensors, an alternating voltage generator and twelve amplifier-converter blocks, the first inputs of the first, second and third amplifier-converter blocks are connected to the corresponding outputs of the first three-component sensor, the first inputs of the fourth, the fifth and sixth amplification-conversion blocks are connected to the corresponding outputs of the second three-component sensor Ika, the first inputs of the seventh, eighth and ninth amplification converter blocks are connected to the corresponding outputs of the third three-component sensor, the first inputs of the tenth, eleventh and twelfth amplification converter blocks are connected to the corresponding outputs of the fourth three-component sensor, the first output of the alternating voltage generator is connected to the first input of the first three-component sensor, and the second output to the second inputs of the first, second and third amplification-conversion blocks, exl characterized in that it is equipped with a second, third and fourth alternating voltage generators, an angle measuring device, a recording unit configured to synchronously register signals proportional to the values of the projections of the magnetic induction vectors and the course angles, roll, pitch of the object, and an information processing device whose input connected to the output of the recording unit, the first outputs of the amplifier-conversion units and three outputs of the angle measuring device are connected to the corresponding input the recording unit, the first output of the second alternating voltage generator is connected to the first input of the second three-component sensor, and the second output is to the second inputs of the fourth, fifth and sixth amplification-conversion blocks, the first output of the third alternating voltage generator is connected to the first input of the third three-component sensor, and the second output - to the second inputs of the seventh, eighth and ninth amplification-conversion blocks, the first output of the fourth alternating voltage generator is connected to the first the fourth three-component sensor, and the second output to the second inputs of the tenth, eleventh and twelfth amplification-conversion blocks, the second outputs of the first, second and third amplification-conversion blocks are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the first three-component sensor, the second outputs of the fourth, fifth and sixth amplification-conversion blocks are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the second three-component sensor, the second outputs are seventh of the first, eighth, and ninth amplification-conversion blocks are connected respectively to the second, third, and fourth inputs of the third three-component sensor, the second inputs of the tenth, eleventh, and twelfth amplification-conversion blocks are connected respectively to the second, third, and fourth inputs of the fourth three-component sensor, while the first and the second three-component sensors are placed on one axis, the third and fourth three-component sensors are placed on the second axis and symmetrically to the first axis, and the first and the second three-component sensors are installed symmetrically to the second axis, the first and second three-component sensors are installed from each other at a distance different from the distance between the third and fourth three-component sensors, four three-component sensors, four alternating voltage generators, twelve amplifier-conversion units, a recording unit, the angle measuring device and the information processing device are located on a moving object.