基于标量势重建的麦克斯韦一致三维磁场相机

多种应用需要对磁场进行高时空分辨率的精确三维表征。在我们此前提出的、采用布置于球面上的86个三轴霍尔传感器的球形磁场相机基础上，我们提出了一种基于磁标量势及其球谐展开的新型磁场重建方法。与先前分别展开每个矢量分量的重建方法不同，我们基于标量势的公式在设计上天然满足无源场的麦克斯韦方程组，从而得到无旋且无散的场模型。利用由两块永磁体产生的模拟磁场梯度场，我们证明所提方法相比逐分量基线方法实现了更高的重建精度、对传感器噪声和故障更强的鲁棒性，并显著降低了非物理的散度和旋度。此外，标量势方法以更少的系数取得了更优的性能，表明其对测量数据的使用更为高效，可实现更高阶的多项式表示。

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