三軸磁強(qiáng)計(jì)誤差分析與校正研究.pdf

1、近些年，地磁導(dǎo)航一直是載體導(dǎo)航方式的研究熱點(diǎn)。三軸磁強(qiáng)計(jì)作為地磁導(dǎo)航中重要的姿態(tài)估計(jì)傳感器，其測(cè)量精度直接影響導(dǎo)航的精度，所以它的校正研究越來(lái)越為學(xué)者所重視。如何簡(jiǎn)單、精確的實(shí)現(xiàn)其儀表誤差和羅差的校正，以及如何實(shí)現(xiàn)捷聯(lián)式三軸磁強(qiáng)計(jì)的綜合校正，是當(dāng)前三軸磁強(qiáng)計(jì)校正這一研究領(lǐng)域的重要技術(shù)難點(diǎn)和熱點(diǎn)。
　　本文針對(duì)上述問(wèn)題展開(kāi)了研究，內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面。
　　首先，研究了三軸磁強(qiáng)計(jì)儀表誤差的校正。三軸磁強(qiáng)計(jì)的儀表誤差主要包括

2、：零偏誤差、標(biāo)度系數(shù)誤差和三軸垂直度誤差。通過(guò)對(duì)上述三種誤差性質(zhì)的分析，建立三軸磁強(qiáng)計(jì)的儀表誤差校正模型。采用模值校正方法，將關(guān)于磁場(chǎng)矢量的模型改寫(xiě)成為關(guān)于其模值的模型，通過(guò)參數(shù)變換得到誤差參數(shù)的線(xiàn)性方程組，并給出校正實(shí)現(xiàn)方案。然后用遞推最小二乘算法辨識(shí)方程組的參數(shù)，并與線(xiàn)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)算法進(jìn)行了比較，仿真結(jié)果表明在校正精度和收斂性方面前者明顯優(yōu)于后者。
　　其次，研究了三軸磁強(qiáng)計(jì)羅差的校正。三軸磁強(qiáng)計(jì)的羅差主要包括硬鐵誤差、軟鐵

3、誤差和對(duì)準(zhǔn)誤差。通過(guò)對(duì)三種誤差的來(lái)源和性質(zhì)進(jìn)行細(xì)致的分析，建立三軸磁強(qiáng)計(jì)羅差的校正模型。采用模值校正方法，通過(guò)參數(shù)變換得到羅差參數(shù)的線(xiàn)性方程組，并給出校正實(shí)現(xiàn)方案。分別應(yīng)用遞推最小二乘算法和線(xiàn)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，仿真結(jié)果表明前者校正精度和收斂速度方面都優(yōu)于后者。然而對(duì)準(zhǔn)誤差不影響磁強(qiáng)計(jì)輸出的模值，模值校正模型不能校正磁強(qiáng)計(jì)的對(duì)準(zhǔn)誤差，為此本文采用垂直P(pán)rocrustes問(wèn)題方法校正對(duì)準(zhǔn)誤差，得到對(duì)準(zhǔn)誤差參數(shù)的最小二乘估計(jì)。

4、
　　最后，研究了捷聯(lián)式三軸磁強(qiáng)計(jì)的綜合校正。結(jié)合儀表誤差和羅差的分析，建立了磁強(qiáng)計(jì)誤差的綜合校正模型。將校正分為兩種情況，當(dāng)垂直度誤差可以忽略時(shí)，應(yīng)用線(xiàn)性化模值校正方法實(shí)現(xiàn)磁強(qiáng)計(jì)的校正。而當(dāng)垂直度誤差不可以忽略時(shí)，對(duì)模型參數(shù)矩陣進(jìn)行奇異值分解，證明了磁強(qiáng)計(jì)的輸出在笛卡爾坐標(biāo)系中的坐標(biāo)在橢球面上，并給出平移誤差參數(shù)的近似求法。然后應(yīng)用模值較正方法，將原誤差模型變換成為模值誤差方程，通過(guò)參數(shù)替換得到關(guān)于代換參數(shù)的線(xiàn)性方程組，運(yùn)用遞推