1   主要功能

铯光泵航磁系统主要功能是：对地下磁性目标搜索、识别与确认、实时磁补偿、系统自检等。

铯光泵航磁系统也可以根据需要稍作改型，适用其他用户需求及不同交联接口关系。

2   工作原理

2.1 磁场的单位和铁磁材料

磁场的单位为特斯拉（T）和高斯（Gs），两者的换算关系为1T = 10，000 Gs。能达到1T的磁场已属于强磁，实际使用中*常用的是微特斯拉（uT，10^-6T）和纳特斯拉（nT,10^-9T）。

金属材料中的铁、碳素合金钢、钴、镍、及其合金为铁磁材料，具有较强的磁性，能够在周围空间产生显著磁异常；不锈钢、黄铜有微弱的磁性；铝及铝合金、钛合金、紫铜则无磁性。铯光泵航磁系统的光泵探头和磁通门探头的固定必须选用无磁性或低磁性的螺丝，如黄铜螺丝，钛螺丝，且周围一定区间内避免有铁磁材料。

2.2 地球磁场的特点

地球周围存在天然磁场，地球可视为一个磁偶极（magnetic dipole），其中一极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。地磁场的南北向与地理南北向存在偏差，地磁轴与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜角，称为磁偏角。地磁场的强度是两*地区强，赤道地区弱，正常磁场范围是40000nT ～60000nT（40～60μT），合0.4Gs～0.6Gs。在我国黄海区域（北纬35度），地磁场强度约为51000nT，东海区域（北纬30度）约为47000nT，南海海南岛附近（北纬20度）约为42000nT。

图2-1 地球磁场及地磁图

地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于地球内部，比较稳定，属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期、长期变化，引起地磁场变化的因素很多，如地壳运动、太阳风、太阳黑子活动、洋流磁场、大气放电等等，在城市周边主要是人类活动产生的各种工业电气的干扰。

地球磁场的方向在赤道地区接近水平，两*地区接近垂直，地球表面任一点的地磁场总强度的矢量方向与水平面的夹角称为磁倾角（geomagnetic inclination）。在黄海区域磁倾角约51度，东海区域约43度，南海区域约20度。地磁总场大小、磁倾角和磁偏角可以从中国地磁图上查到。

2.3 飞机背景磁补偿

铯光泵航磁系统在使用中的一种重要噪声来源是飞机背景磁干扰。

铯光泵航磁系统的载机平台的发动机、结构件、机载电子设备等本身存在一定的磁。飞机飞行过程中，随着飞机的抖动，飞机的金属材料切割地磁场运动也会产生感生电流和磁场，都会被铯光泵航磁系统的磁传感器记录到。为了探测微弱的目标磁异常，需要对飞机平台抖动的磁背景信号进行补偿，以提高铯光泵航磁系统的探测信噪比，增大作用距离。磁补偿能力是铯光泵航磁系统的一项重要指标。

飞机的背景磁场包括剩磁、感应磁场和涡流磁场三部分。飞机剩磁是飞机在地磁场中长期剩余磁化而累积形成的，短时间内不随时间变化变化，与飞机的航向、航行地点无关，可以看成是固定的干扰。飞机感应磁场是由飞机结构材料、飞机内部的电子控制装置、发动机以及吊挂鱼雷装备在地磁场中运动，受到地球磁场的磁化而产生的。涡流磁场是飞机的金属材料在地磁场中运动，切割磁力线产生电流的感生磁场。铯光泵航磁系统通过安装在机上的三轴磁通门探头，实时采集飞机与地磁场的三分量角度，计算后可对总磁场中的飞机背景磁场部分进行补偿，提高被测目标磁异常的信噪比。