1   主要功能

銫光泵航磁系統(tǒng)主要功能是：對地下磁性目標搜索,、識別與確認、實時磁補償,、系統(tǒng)自檢等,。

銫光泵航磁系統(tǒng)也可以根據(jù)需要稍作改型，適用其他用戶需求及不同交聯(lián)接口關(guān)系,。

2   工作原理

2.1 磁場的單位和鐵磁材料

磁場的單位為特斯拉（T）和高斯（Gs）,，兩者的換算關(guān)系為1T = 10，000 Gs,。能達到1T的磁場已屬于強磁,，實際使用中*常用的是微特斯拉（uT，10^-6T）和納特斯拉（nT,10^-9T）,。

金屬材料中的鐵,、碳素合金鋼、鈷,、鎳,、及其合金為鐵磁材料,，具有較強的磁性，能夠在周圍空間產(chǎn)生顯著磁異常,；不銹鋼,、黃銅有微弱的磁性；鋁及鋁合金,、鈦合金,、紫銅則無磁性。銫光泵航磁系統(tǒng)的光泵探頭和磁通門探頭的固定必須選用無磁性或低磁性的螺絲,，如黃銅螺絲,，鈦螺絲，且周圍一定區(qū)間內(nèi)避免有鐵磁材料,。

2.2 地球磁場的特點

地球周圍存在天然磁場,，地球可視為一個磁偶極（magnetic dipole），其中一極位在地理北極附近,，另一極位在地理南極附近,。地磁場的南北向與地理南北向存在偏差，地磁軸與地球的自轉(zhuǎn)軸大約成11.3度的傾斜角,，稱為磁偏角,。地磁場的強度是兩*地區(qū)強，赤道地區(qū)弱,，正常磁場范圍是40000nT ～60000nT（40～60μT），合0.4Gs～0.6Gs,。在我國黃海區(qū)域（北緯35度）,，地磁場強度約為51000nT，東海區(qū)域（北緯30度）約為47000nT,，南海海南島附近（北緯20度）約為42000nT,。

圖2-1 地球磁場及地磁圖

地磁場包括基本磁場和變化磁場兩個部分?；敬艌鍪堑卮艌龅闹饕糠?，起源于地球內(nèi)部，比較穩(wěn)定,，屬于靜磁場部分,。變化磁場包括地磁場的各種短期、長期變化,，引起地磁場變化的因素很多,，如地殼運動、太陽風,、太陽黑子活動,、洋流磁場,、大氣放電等等，在城市周邊主要是人類活動產(chǎn)生的各種工業(yè)電氣的干擾,。

地球磁場的方向在赤道地區(qū)接近水平,，兩*地區(qū)接近垂直，地球表面任一點的地磁場總強度的矢量方向與水平面的夾角稱為磁傾角（geomagnetic inclination）,。在黃海區(qū)域磁傾角約51度,，東海區(qū)域約43度，南海區(qū)域約20度,。地磁總場大小,、磁傾角和磁偏角可以從中國地磁圖上查到。

2.3 飛機背景磁補償

銫光泵航磁系統(tǒng)在使用中的一種重要噪聲來源是飛機背景磁干擾,。

銫光泵航磁系統(tǒng)的載機平臺的發(fā)動機,、結(jié)構(gòu)件、機載電子設(shè)備等本身存在一定的磁,。飛機飛行過程中,，隨著飛機的抖動，飛機的金屬材料切割地磁場運動也會產(chǎn)生感生電流和磁場,，都會被銫光泵航磁系統(tǒng)的磁傳感器記錄到,。為了探測微弱的目標磁異常，需要對飛機平臺抖動的磁背景信號進行補償,，以提高銫光泵航磁系統(tǒng)的探測信噪比,，增大作用距離。磁補償能力是銫光泵航磁系統(tǒng)的一項重要指標,。

飛機的背景磁場包括剩磁,、感應(yīng)磁場和渦流磁場三部分。飛機剩磁是飛機在地磁場中長期剩余磁化而累積形成的,，短時間內(nèi)不隨時間變化變化,，與飛機的航向、航行地點無關(guān),，可以看成是固定的干擾,。飛機感應(yīng)磁場是由飛機結(jié)構(gòu)材料、飛機內(nèi)部的電子控制裝置,、發(fā)動機以及吊掛魚雷裝備在地磁場中運動,，受到地球磁場的磁化而產(chǎn)生的。渦流磁場是飛機的金屬材料在地磁場中運動,，切割磁力線產(chǎn)生電流的感生磁場,。銫光泵航磁系統(tǒng)通過安裝在機上的三軸磁通門探頭，實時采集飛機與地磁場的三分量角度,，計算后可對總磁場中的飛機背景磁場部分進行補償,，提高被測目標磁異常的信噪比,。