基于地磁模型的数字磁罗盘在线标定方法

摘要

本发明公开了一种基于地磁模型的数字磁罗盘在线标定方法，是为了解决难以满足无磁环境标定的要求而提出的。该数字磁罗盘标定包括有地磁模型的磁通量获取单元(11)、待标定磁罗盘磁通量获取单元(21)、载体磁航向角获取单元(12)、待标定磁航向角获取单元(22)、磁航向比较单元(1)和椭球假设补偿单元(2)。本发明采用磁航向计算方法分别得到载体磁罗盘磁航向角ψ地、待标定磁罗盘磁航向角ψ待标定，然后采用椭球假设补偿法消除磁航向角之间的差值Δψ获得标定软磁模型参数C1和硬磁模型参数C2，且H地＝C1·H待标定+C2。本标定方法能够在存在有磁场干扰条件下对数字磁罗盘进行标定。

主权项

1.一种基于地磁模型的数字磁罗盘在线标定方法，其特征在于有下列标定步骤：步骤一：获取地磁模型下的载体磁通量H_地根据载体所在位置的经度a，纬度l和高度h采用地磁模型计算出空间八位置下载体的X轴、Y轴、Z轴磁通量，从而获取载体磁通量，式中，X₁表示载体在空间八位置中的第一位置下的X轴磁通量，X₂表示载体在空间八位置中的第二位置下的X轴磁通量，X₈表示载体在空间八位置中的第八位置下的X轴磁通量，Y₁表示载体在空间八位置中的第一位置下的Y轴磁通量，Y₂表示载体在空间八位置中的第二位置下的Y轴磁通量，Y₈表示载体在空间八位置中的第八位置下的Y轴磁通量，Z₁表示载体在空间八位置中的第一位置下的Z轴磁通量，Z₂表示载体在空间八位置中的第二位置下的Z轴磁通量，Z₈表示载体在空间八位置中的第八位置下的Z轴磁通量；步骤二：获取滤波后的待标定磁罗盘磁通量H_待标定采用在空间八位置下分别对待标定磁罗盘的X′轴、Y′轴、Z′轴进行磁通量测量，从而获得待标定磁罗盘的磁通量，并采用有限冲击响应数字滤波器对磁通量进行滤波处理，得到滤波后的待标定磁罗盘磁通量，式中，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第一位置下经滤波后的X′轴磁通量，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第二位置下经滤波后的X′轴磁通量，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第八位置下经滤波后的X′轴磁通量，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第一位置下经滤波后的Y′轴磁通量，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第二位置下经滤波后的Y′轴磁通量，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第八位置下经滤波后的Y′轴磁通量，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第一位置下经滤波后的Z′轴磁通量，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第二位置下经滤波后的Z′轴磁通量，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第八位置下经滤波后的Z′轴磁通量；步骤三：获取载体磁航向角ψ_地对步骤一得到的载体磁通量H_地采用磁航向计算方法处理得到参考磁罗盘磁航向角ψ_地＝[ψ₁，ψ₂，……，ψ₈]，ψ₁表示载体在空间八位置中的第一位置下的磁航向角，ψ₂表示载体在空间八位置中的第二位置下的磁航向角，ψ₈表示载体在空间八位置中的第八位置下的磁航向角；步骤四：获取待标定磁罗盘磁航向角ψ_待标定对步骤二得到的滤波后的待标定磁罗盘磁通量H_待标定采用磁航向计算方法处理得到待标定磁罗盘磁航向角表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第一位置下的磁航向角，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第二位置下的磁航向角，表示待标定磁罗盘在空间八位置中的第八位置下的磁航向角；步骤五：获取待标定磁罗盘的磁航向角误差Δψ将步骤四获得的待标定磁罗盘磁航向角ψ_待标定与步骤三获得的载体磁航向角ψ_地进行差值比较，得到待标定磁罗盘的磁航向角误差Δψ＝|ψ_待标定-ψ_地|；步骤六：获取标定软磁模型参数C₁和硬磁模型参数C₂采用椭球假设补偿法对步骤五中获得的待标定磁罗盘的磁航向角误差Δψ进行误差消除处理，得到待标定磁罗盘的标定软磁模型参数C₁和硬磁模型参数C₂；软磁标定模型参数$C_1=\left\{\begin{array}{c}{C}_{\mathrm{xx}},C_{\mathrm{xy}},C_{\mathrm{xz}}\\ C_{\mathrm{yx}},C_{\mathrm{yy}},C_{\mathrm{yz}}\\ C_{\mathrm{zx}},C_{\mathrm{zy}},C_{\mathrm{zz}}\end{array}\right\}$，硬磁模型参数C₂＝{b_x，b_y，b_z}；C_xx表示在待标定磁罗盘的X轴磁通量中消除软磁材料在待标定磁罗盘X轴上的磁通量，简称X轴对X轴磁通量的修正参数，C_xy表示在待标定磁罗盘的X轴磁通量中消除软磁材料在待标定磁罗盘Y轴上产生的磁通量，简称Y轴对X轴磁通量的修正参数，C_xz表示在待标定磁罗盘的X轴磁通量中消除软磁材料在待标定磁罗盘Z轴上产生的磁通量，简称Z轴对X轴磁通量的修正参数，C_yx表示在待标定磁罗盘的Y轴磁通量中消除软磁材料在待标定磁罗盘X轴上产生的磁通量，简称X轴对Y轴磁通量的修正参数，C_yy表示在待标定磁罗盘的Y轴磁通量中消除软磁材料在待标定磁罗盘Y轴上产生的磁通量，简称Y轴对Y轴磁通量的修正参数，C_yz表示在待标定磁罗盘的Y轴磁通量中消除软磁材料在待标定磁罗盘Z轴上产生的磁通量，简称Z轴对Y轴磁通量的修正参数，C_zx表示在待标定磁罗盘的Z轴磁通量中消除软磁材料在待标定磁罗盘X轴上产生的磁通量，简称X轴对Z轴磁通量的修正参数，C_zy表示在待标定磁罗盘的Z轴磁通量中消除软磁材料在待标定磁罗盘Y轴上产生的磁通量，简称Y轴对Z轴磁通量的修正参数，C_zz表示在待标定磁罗盘的Z轴磁通量中消除软磁材料在待标定磁罗盘Z轴上产生的磁通量，简称Z轴对Z轴磁通量的修正参数，b_x表示在待标定磁罗盘的X轴磁通量中消除硬磁材料产生的磁通量，b_y表示在待标定磁罗盘的Y轴磁通量中消除硬磁材料产生的磁通量，b_z表示在待标定磁罗盘的Z轴磁通量中消除硬磁材料产生的磁通量；该软磁标定模型参数C₁与滤波后的待标定磁罗盘磁通量H_待标定的乘积再与硬磁模型参数C₂相加等于滤波后的载体磁罗盘磁通量H_地，即得到本发明所需进行标定的数字磁罗盘的标定模型H_地＝C₁·H_待标定+C₂。