基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法及定位仪
专利汇可以提供基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法及定位仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及的基于磁矢量数据的海缆故障精确 定位 方法及定位仪，其特征在于：其包括以下步骤：1)用大功率交变 电流 源连接故障海缆，输出稳定 频率 、稳定幅度的正弦电流 信号 I0sin(ωt)；2)用 水 密 电缆 将用于测量数据的水面拖体与测量船上的船载上位机连接，测量船拖拽水面拖体从故障海缆的供电端出发沿故障海缆铺设方向移动；3)基于水面拖体检测到的频率ω为交变 磁场 信号，计算得到故障海缆的经度坐标lon2(t1)和纬度坐标lat2(t1)；4)根据得到的故障海缆经纬度坐标lon2(t1)和lat2(t1)，在二维经纬度坐标图上进行故障海缆路由绘制，并判断路由中断处为故障海缆的故障点。本发明涉及的方法无需采用在海缆附近“S”型的扫测巡线方式，大大提高了故障定位效率，操作更加简单。，下面是基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法及定位仪专利的具体信息内容。
1.一种基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)用大功率交变电流源连接故障海缆，输出稳定频率、稳定幅度的正弦电流信号I0sin(ωt)；
2)用水密电缆将用于测量数据的水面拖体与测量船上的船载上位机连接，测量船拖拽水面拖体从故障海缆的供电端出发沿故障海缆铺设方向移动；
3)基于水面拖体检测到的频率ω为交变磁场信号，计算得到故障海缆的经度坐标lon2(t1)和纬度坐标lat2(t1)；
4)根据得到的故障海缆经纬度坐标lon2(t1)和lat2(t1)，在二维经纬度坐标图上进行故障海缆路由绘制，并判断路由中断处为故障海缆的故障点。
2.根据权利要求1所述的基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法，其特征在于：所述步骤3)具体包括以下步骤：
3.1)当运动至t1时刻时，水面拖体检测到频率ω为交变磁场信号，水面拖体向船载上位机输出该地理坐标下的地磁三分量数据Bx(t)、By(t)、Bz(t)，以及地磁场总场数据B0、经度坐标lon1(t1)和纬度坐标lat1(t1)；
3.2)船载上位机对地磁三分量数据Bx(t)、By(t)、Bz(t)进行修正，得到修正后的地磁三分量数据Bx1(t1)、By1(t1)、Bz1(t1)；
3.3)分别对修正后的地磁三分量数据进行傅里叶变换，并分别取ω频率点上的幅值Ax1(t1)、Ay1(t1)、Az1(t1)；
3.4)根据幅值Ax1(t1)、Ay1(t1)、Az1(t1)计算水面拖体距离故障海缆的水平距离L与方向角θ；
3.5)根据t1时刻经度坐标lon1(t1)和纬度坐标lat1(t1)以及计算得到的水面拖体距离故障海缆的水平距离L与方向角θ，计算故障海缆的经度坐标lon2(t1)和纬度坐标lat2(t1)。
3.根据权利要求1或2所述的基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法，其特征在于：
所述的水面拖体包括：
原子磁力仪，用于测量地磁场总场数据B0；
三轴磁通门磁力仪，用于测量正弦电流信号的交流磁场三分量；
姿态仪，测量水面拖体的姿态数据，并根据姿态数据将交流磁场三分量转化为地理坐标下的地磁三分量数据Bx(t)、By(t)、Bz(t)；
导航定位仪，用于测量水面拖体的经度坐标lon1(t1)和纬度坐标lat1(t1)；
下位机，用于接收原子磁力仪、三轴磁通门磁力仪、姿态仪和导航定位仪测量的数据，并将数据传输给船载上位机。
4.根据权利要求3所述的基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法，其特征在于：所述的水面拖体包括非金属水密舱，原子磁力仪、三轴磁通门磁力仪、姿态仪、导航定位仪和下位机均通过刚性连接的方式安装于非金属水密舱内，非金属水密舱的外侧设有用于连接水密电缆的水密接插件，下位机与水密接插件连接。
5.根据权利要求2所述的基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法，其特征在于：所述的船载上位机对地磁三分量数据Bx(t)、By(t)、Bz(t)进行修正的计算方式为：
6.根据权利要求2所述的基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法，其特征在于：所述的水面拖体距离故障海缆的水平距离L的计算方式为：
其中μ0为真空磁导率。
7.根据权利要求2所述的基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法，其特征在于：所述的水面拖体与故障海缆的方向角θ的计算方式为：
当Bx1(t1)与Bz1(t1)反相位时，θ＝-arctan(Ax1(t1)/Ay1(t1))；
当Bx1(t1)与Bz1(t1)同相位时，θ＝arctan(Ax1(t1)/Ay1(t1))。
8.根据权利要求2所述的基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法，其特征在于：所述的故障海缆的经度坐标lon2(t1)和纬度坐标lat2(t1)的计算方式为：
lat2(t1)＝arcsin(sin(lat1(t1))×cos(L/R)+cos(lat1(t1))×sin(L/R)×cos(θ))；
其中，R为地球半径。
9.一种基于磁矢量数据的海缆故障精确定位仪，其特征在于：其包括水面拖体、船载上位机和水密电缆；所述的水面拖体包括原子磁力仪、三轴磁通门磁力仪、姿态仪、导航定位仪和下位机，原子磁力仪、三轴磁通门磁力仪、姿态仪、导航定位仪均与下位机电缆连接；所述的下位机通过水密电缆与船载上位机连接。
10.根据权利要求9所述的基于磁矢量数据的海缆故障精确定位仪，其特征在于：所述的水面拖体还包括非金属水密舱，原子磁力仪、三轴磁通门磁力仪、姿态仪、导航定位仪和下位机均通过刚性连接的方式安装于非金属水密舱内，非金属水密舱的外侧设有用于连接水密电缆的水密接插件，下位机与水密接插件连接。
基于磁矢量数据的海缆故障精确定位方法及定位仪
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
10通过水密电缆2与安装在测量船上的船载上位机3通信连接。
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