一种载机磁环境的识别方法

摘要

本发明公开了一种载机磁环境的识别方法，该方法通过载机磁传感器的采集数据与地面站数据之差确立载机磁环境样本，建立载机磁环境的总量和分量模型。应用大样本取均值的方法识别出其直流部分；采用特殊ARMA模型，利用奇异值分解和极小范数最小二乘法确定ARMA模型的阶数和参数，再利用谐波恢复方法识别出载机磁信号交流分量的频率。本发明的识别方法具有如下优点：飞机无需飞行，通过地面测量数据即可对载机磁环境进行识别，极大地降低了识别载机磁环境所消耗的费用；同时可对载机磁环境的总量和分量进行识别。

主权项

1.一种载机磁环境的识别方法，包括如下步骤： （a）、载机磁环境数据的采集： 载机停在跑道上，飞机航向为飞机发动机和各种电子设备均处于工作状态；同一时刻，地面磁测站所测得的地磁数据与飞机上装载的磁测系统所测得的地磁数据的差即为载机磁环境的测量值；依此进行N次测量，得飞机航向为时的总量测量序列和地理坐标系下沿其三个轴向的三分量测量序列改变飞机航向至测得该航向下的其中，i＝1,2, … N；（b）、建立加性白噪声观测数据模型，模型的建立如下： 其总量B_H和分量B_x，B_y，B_z模型均可表示为： B(i)＝C+S(i)+v(i)                 （1） 式中，i＝1,2, … N，N为测量样本大小，C为载机磁环境的直流分量，S(i)为载机磁环境的交流分量，ν(i)为均值为零、均方差为σ²的测量噪声； （c）、识别载机磁环境直流部分：直流分量C为只与航向角余弦有关的一个常量，由于样本容量N很大，载机磁环境为大样本采样，故其直流分量的大小即为样本均值； （d）、建立载机磁环境交流部分模型：将测量数据减去已识别的直流部分，即得到带测量噪声的交流部分的测量序列，即：S_m(n)＝B(n)-C，n＝1,2, … ,N，其中S_m为载机磁环境的交流部分，B(n)如（1）式所示； （e）、识别交流模型的阶数和参数：建立交流部分的测量序列的ARMA模型，通过奇异值分解方法确定该模型的AR阶数；再利用极 小范数最小二乘法解算出AR模型的参数； （f）利用谐波恢复方法计算交流部分的频率：利用AR模型的参数建立交流谐波信号的特征多项式，解该特征多项式即可获得交流分量各谐波信号的频率，实现对交流部分的识别； 所述步骤（c）具体采用如下方式对直流部分进行识别： 由于设定载机为定航向的平飞，直流分量C为只与航向角余弦有关的一个常量，故C可表示为： 式中，C₁，C₂为待定参数； 由于样本容量N很大，载机磁环境为大样本采样，故其直流分量的大小即为样本均值，以x方向所获得的样本为例，直流分量可表示为：通过解该方程即可得到x方向的直流分量参数C₁,C₂，同理，y和z方向以及总量的直流分量的参数均可用此方程获得。