书名：磁梯度张量系统构建及目标探测技术
定价：99.8
ISBN：9787115629197
作者：李志宁 范红波 李青竹 王怀光
版次：第1版
出版时间：2026-01

内容提要：
本书以地下或水下隐蔽磁性目标探测为背景，以磁通门传感器搭建的磁梯度张量系统为基础，通过理论推导、仿真分析和实验验证，重点介绍磁梯度张量系统结构分析与搭建、误差分析与校正、磁干扰补偿与降噪，以及磁性目标定位、模式识别等方面，为高精度目标探测仪器的研制与应用提供理论指导和技术支撑。 本书适合磁性目标探测相关专业的研究生及相关行业的从业者阅读。



作者简介：
李志宁 博士，陆军工程大学教授，机械工程学科博士生导师。长期从事磁性目标探测与识别、车辆智能运维理论与技术研究，曾获国家科学技术进步奖二等奖一项，军队科技进步奖二等奖五项、三等奖五项。荣膺2020年度全军优 秀硕士论文指导教师。出版学术专著三部，发表论文八十余篇，授权发明专利七项。 范红波 博士，陆军工程大学副教授。长期从事磁性目标探测与识别、地面无人系统技术研究，曾获省部级科技进步奖二等奖五项、三等奖三项。出版学术专著五部，发表论文四十余篇，授权发明专利九项。 李青竹 博士，中国空气动力研究与发展中心*高速空气动力研究所工程师。目前从事*高速目标探测、弱磁信号分析与处理等研究，发表论文二十余篇，硕士学位论文获评2020年度全军优 秀硕士学位论文。 王怀光 博士，陆军工程大学教授，机械工程学科硕士生导师。长期从事车辆智能运维理论与技术研究，曾获军队科技进步奖二等奖八项、三等奖三项。出版学术专著八部，发表论文五十余篇，授权发明专利十二项。

目录：
第1章　绪论　1
1.1　研究背景及意义　1
1.2　国内外相关研究现状　7
1.2.1　磁探测技术研究现状　7
1.2.2　磁梯度张量系统设计原理和传感器选择　10
1.2.3　磁梯度张量系统设计和搭建研究现状　11
1.2.4　磁梯度张量系统校正、补偿与降噪方法研究现状　23
1.2.5　磁性目标定位方法研究现状　28
1.2.6　磁性目标识别方法研究现状　31

第2章　磁梯度张量系统测量基础　35
2.1　磁梯度张量测量基本原理　36
2.1.1　磁异常探测的本质　36
2.1.2　磁梯度张量的定义　37
2.1.3　磁梯度张量的基本性质　38
2.1.4　磁梯度张量的不变量　40
2.1.5　磁梯度张量的主要特征　43
2.1.6　磁梯度张量的测量方法　44
2.2　磁梯度张量系统结构分析与搭建　45
2.2.1　磁梯度张量系统的结构误差表达式　45
2.2.2　5种简化的磁梯度张量系统结构配置　48
2.2.3　磁偶极子场源及其正演方程　50
2.2.4　5种结构系统的单航线测量　51
2.2.5　控制变量下的结构和参数选择策略　54
2.2.6　平面十字形磁梯度张量系统搭建实例　58
2.3　磁梯度张量系统探测极限估计　59
2.3.1　差分磁梯度张量测量范围公式　59
2.3.2　磁梯度张量系统理论探测极限　61
2.3.3　系统探测极限估计和验证实验　63
2.4　本章小结　71

第3章　磁梯度张量系统精度提升方法　73
3.1　磁梯度张量系统的误差分析与校正　74
3.1.1　磁梯度张量系统的传感器系统误差　74
3.1.2　磁梯度张量系统的非对准误差　76
3.1.3　磁梯度张量系统的线性校正方法　77
3.1.4　磁梯度张量系统的非线性校正方法　79
3.1.5　磁梯度张量系统的误差校正试验　81
3.2　磁梯度张量系统的磁干扰补偿与降噪　88
3.2.1　磁梯度张量系统的集成误差补偿模型　88
3.2.2　磁梯度张量系统的ICRA校准方法　90
3.2.3　磁梯度张量系统的IVMD降噪方法　91
3.2.4　磁梯度张量系统的集成校准策略　94
3.2.5　磁梯度张量系统的集成校准试验　96
3.3　本章小结　106

第4章　航线测量下的单磁性目标定位方法　107
4.1　张量空间不变关系磁源定位方法　108
4.1.1　磁梯度张量系统航线测量和空间不变关系　108
4.1.2　磁梯度张量空间不变关系的证明　110
4.1.3　基于张量空间不变关系的目标定位方法　112
4.1.4　仿真测试　115
4.2　三阶磁梯度张量欧拉反褶积磁源定位方法　117
4.2.1　三阶磁梯度张量系统和测量方法　118
4.2.2　三阶磁梯度张量欧拉反褶积公式　119
4.2.3　基于三阶欧拉反褶积的目标定位方法　121
4.2.4　仿真测试　121
4.3　目标定位性能测试和影响因素分析　123
4.3.1　噪声和基线距离对定位性能的影响　123
4.3.2　不同误差因素干扰定位结果的权重　126
4.4　航线测量下的磁性目标定位实验　129
4.4.1　实验一：航线单点定位　129
4.4.2　实验二：连续跟踪定位　133
4.5　本章小结　137

第5章　网格测量下的多磁性目标定位方法　139
5.1　AFCM聚类用于多磁源目标定位　140
5.1.1　磁梯度张量系统网格测量　140
5.1.2　张量不变量改进倾斜角的阈值区域识别　141
5.1.3　AFCM聚类算法用于多磁性目标自适应定位检测　143
5.1.4　仿真测试　147
5.2　磁梯度张量赫尔比格积分用于多磁源目标定位　153
5.2.1　磁矢量场赫尔比格积分　153
5.2.2　磁梯度张量场赫尔比格积分　154
5.2.3　二维梯形规则法估计源水平位置及总磁化方向　156
5.2.4　MMA转换方法估计源埋深和磁矩模量　157
5.2.5　仿真测试　159
5.3　网格测量下的多磁性目标定位实验　163
5.3.1　实验一：2.1 m×2.1 m测区五磁体定位　163
5.3.2　实验二：1.2 m×1.2 m测区四磁体定位　168
5.4　本章小结　173

第6章　航线测量下的磁性目标模式识别方法　175
6.1　磁梯度张量系统的航线测量信号特征提取　176
6.1.1　航线测量信号特征属性的选择　176
6.1.2　航线测量信号波形特征提取方法　179
6.1.3　航线测量信号的训练路径学习方法　180
6.2　磁梯度张量系统的航线测量信号模式识别　181
6.2.1　主成分分析特征降维　181
6.2.2　核极限学习机训练识别　183
6.2.3　麻雀搜索算法参数优化　186
6.2.4　基于SSA-KELM的航线测量目标模式识别方法　189
6.3　航线测量下的磁性目标典型特征识别实验　190
6.3.1　仿真测试　190
6.3.2　实验验证　197
6.4　本章小结　204

参考文献　206