基于椭圆拟合的双轴磁传感器标定方法

针对目前双轴磁传感器的标定方法在测量滚转角时存在测量误差散布较大问题,提出了基于椭圆拟合的双轴磁传感器标定方法。该方法利用双轴磁传感器的输出具有椭圆性的特点,通过在固定点测量多组磁传感器输出数据,采用最小二乘法对测量结果进行椭圆拟合,求出其误差标定参数,对磁传感器进行补偿标定。测试结果表明,基于椭圆拟合的双轴磁传感器标定方法能有效降低磁传感器测量误差散布。     

弹箭磁屏蔽效能仿真及分析

为了分析磁传感器的测量误差,建立了弹体静磁屏蔽效应数学模型,利用ANSYS软件进行弹体三维磁场仿真,分析了弹体相对磁导率、壁厚等自身因素对磁屏蔽系数的影响,仿真结果与理论计算结果一致。仿真研究并拟合出弹体磁屏蔽系数与弹体姿态角之间的关系。结果表明,当弹轴与磁场方向平行时,磁屏蔽系数最小,随着夹角的增大,磁屏蔽系数增大,当弹轴与磁场方向垂直时,磁屏蔽系数最大。建立了磁屏蔽椭球模型,提出直接获取软磁误差矩阵的方法,为磁传感器的误差校正提供了理论基础;给出了利用磁屏蔽椭球模型直接解算弹体相对于地磁矢量姿态角的方法,为磁传感器在弹上的应用提供了理论基础。     

三轴磁传感器系统的在线标定

现有的三轴磁传感器的标定方法对于设备的要求过高,系统不能够独立完成标定工作.针对此种情况,提出三轴磁传感器系统的在线标定算法,建立三轴磁传感器系统误差模型,采用椭球曲面拟合三轴磁场数据,利用递推法计算标定参数.达成了传感器系统本身在线独立完成标定的目的,并对在线标定参数的可信度提出了评价方法.通过实验验证了在线标定方法的有效性和在线标定参数可信度评价方法的有效性.     

磁诱饵空中磁场验证的测量区域研究

对潜艇施放的磁诱饵进行空中磁场验证时,高空中的磁场强度验证过程困难,可在低海拔处进行验证测量,然而磁诱饵磁场在同一海拔的不同区域具有不同的分布特征。为了确定最适合进行验证测量的区域,通过借鉴地形特征统计中的标准差、粗糙度等变化特征参数及水下地形匹配领域中的地形熵,对磁诱饵的空中磁场在目标平面上的分布情况进行分析,研究了以此为依据选择测量区域的方法。利用软件对该选择过程进行了仿真,初步验证了其可行性。并通过海上试验对该方法进行了验证。试验结果显示,通过该方法选择的测量区域的相对测量误差与其他区域相比明显较小。     

地磁信号检测系统误差分析与补偿方法研究

高精度、高分辨率地磁信号检测是地磁匹配导航的基础,在分析地磁信号检测系统误差来源的基础上,建立了三轴磁传感器自身误差以及软硬磁干扰误差综合模型,介绍了一种基于空间点地磁矢量不变的椭球拟合校准算法.通过实验比较,结果表明:该方法能有效抑制与补偿地磁信号检测误差,包括三轴磁传感器零点漂移引起的误差、标度因数不一致引起的误差...     

磁平衡环境监测的特征提取方法

基于鱼雷电磁引信磁平衡调试环境监测的需求分析，提出了采用多元电磁传感器组成测量基阵提取空间电磁场分布参数的监测原理方案。针对复杂的电磁环境和确知的鱼雷电磁引信目标检测模式，研究了磁平衡环境监测的特征提取方法，为实现磁平衡环境的监测打下了良好基础。     

基于迭代算法的三轴磁传感器标定与误差补偿技术研究

针对现有地磁导航系统中磁传感器标定方法存在的计算时间过长和误差较大等问题,给出一种可以标定与补偿三轴地磁分量的迭代算法。简要分析三轴磁传感器测量过程中的误差来源,给出磁传感器标定与测量误差的参数化数学模型,分析如何应用迭代算法来确定相关的误差参数,并进行仿真实验验证。仿真与试验结果表明：该算法可以有效补偿三维空间测量误差,在存在不同铁磁性干扰物质时可以有效地消除其影响。     

水雷磁引信中的磁罗盘校正方法

针对磁罗盘在水雷引信应用中存在磁干扰而影响测量精度的问题,给出了椭球拟合法进行磁罗盘校正的方法。通过分析磁干扰的来源,建立了磁罗盘测试磁场的数学模型,并运用最小二乘法对模型进行分析计算,得到罗盘校正的相关参数,最后通过试验采集数据来进行了校正计算,并对计算得到的参数进行角度标定测试,验证了该方法的可行性。     

磁引信应用中的壳体屏蔽效应分析

针对磁引信在应用中遇到的壳体屏蔽问题,提出将引信体近似为回转椭球壳体模型,从理论上详细地分析了椭球壳体在均匀磁场中的屏蔽效应,给出了相应的屏蔽系数公式;并通过试验验证了理论分析的正确性.该研究分析对磁引信体的选材、结构设计及所测得的磁信号处理都有重要的意义.     

一种高速旋转弹弹体磁场干扰的在线修正方法

滚转角的准确测量是受控高速旋转弹进行精确制导与控制的前提。然而,基于磁传感器的弹载地磁测姿方法因受到弹体磁场的干扰,会影响磁传感器测量的准确性。针对该问题,提出一种弹体磁场干扰在线修正方法,根据高速旋转弹飞行过程中可能受到的磁场干扰,建立磁场误差模型,通过旋转弹飞行规律约束,对磁传感器测量得到的磁场值进行实时修正补偿。通过半物理仿真试验验证,该方法可以有效降低测量误差,提高弹体滚转角估计精度。通过三轴飞行转台测量对该方法进行了验证,地磁测姿滚转角精度可以提高6倍。该方法仅需三轴磁传感器即可完成修正,步骤简单,修正时间极短,实时性好,精度高。     

基于支持度的椭球拟合微机械电子系统加速度计现场标定方法研究

为解决微机械电子系统（MEMS）中加速度计的零位漂移误差、标度因数误差和交叉耦合误差随时间推移而变化的问题,提出一种基于支持度的椭球拟合MEMS加速度计现场标定方法。该方法能够在室外进行简单、快捷和高效的标定,其本质是在传统的椭球拟合法基础上,采用支持度法与椭球体法相结合的方法,通过建立椭球约束模型和支持度矩阵对MEMS加速度计的误差进行标定,继而使用误差补偿方程对MEMS加速度计进行输出补偿,最终实现高精度标度。通过椭球拟合对比实验和时间推移实验,证实了该方法可在没有精密标定设备情况下进行标定,其标定精度比传统椭球拟合法提升1倍。     

弹道修正弹药的姿态测量技术研究

在弹道修正弹药系统中,需要实时确定弹药的飞行姿态及方位信息.文中提出了一种基于磁探测技术和微机械陀螺技术的姿态测量方案,给出了利用地磁矢量和陀螺探测结果进行弹体姿态解算的数学模型.通过比较两种不同的数学处理方法分析得出,采用四元数法进行姿态解算,可以减少三角函数计算,提高运算速度和精度,且不会出现奇异现象.在Matlab环境下的仿真结果表明了该方法的可行性和有效性.     

基于pisson 数学模型的传感器误差补偿研究

利用三轴磁力仪对地磁场进行测量时,需要对测量点的磁干扰进行补偿,为了降低补偿费用,在传统的地磁十二分量参数法的基础上,结合传感器安装误差的特点,提出一种新的补偿方法,并且在采用铁块模拟载体实际使用环境下的干扰利用该方法进行补偿实验。实验结果表明:该补偿模型能有效提高地磁总场的测量精度,将误差由原来的-258～3 430 nT提高到了±91 nT以内。     

捷联惯组火箭橇试验数据处理方案研究

捷联惯组火箭橇试验是验证捷联惯组在复合环境下的误差模型、评定制导系统误差模型精度以及分离大过载条件下捷联惯组误差系数的有效手段。文中主要探讨了捷联惯组的误差模型,提出了基于火箭橇试验的动态条件下的误差分离和数据处理方案,并对火箭橇试验中数据处理方法进行了分析。     

基于激光扫描的助推级位置度测量方法

针对大型火箭垂直总装过程中助推级与芯级位置度、垂直度的测量问题,研究了一种基于激光分层扫描原理的测量方法。介绍了该方法的测量原理、数学模型和数据处理方法,通过理论分析和现场测试证明,其垂直度测量误差小于0.2°,位置度测量误差小于2 mm。该方法具有测量精度高、自动化程度高、易实现现场测量等特点,能够有效解决型号总装现场的测试问题。     

任意扫描轨迹下的锥束射线投影数锯计算机仿真

为了研究不同扫描方式下的CT重建算法，必须首先获取该扫描方式下投影数据。介绍了ー种利用解析几何和求解二次方程仿真任意扫描轨迹下的锥束射线投影数据算法，该方法基于单色射线贯穿物体的衰减理论，通过数学建模与计算机仿真，给出了椭球、圆柱两种典型模型分别在单圆、螺旋线扫描轨迹下的投影数据仿真结果，并利用FDK和PI线重建算法进行验证，证明了该种数值仿真方法的正确性。从而为不同扫描方式下的CT重建方法研究提供了手段。     

一种基于磁偶极子磁场分布理论的磁场干扰补偿方法

载体磁场对地磁场的干扰,一直是影响导航罗差、地磁测量的技术难题。为了提高适于地磁匹配定位需要的地磁测量精度,对如何消除载体固有磁场和感应磁场对地磁测量精度的影响进行了研究。应用磁偶极子磁场分布理论,推导了安装在载体上传感器所在位置的磁场组成,建立了利用理想传感器测量值计算地磁场的地磁测量模型;在分析磁场传感器测量误差的基础上,建立了综合考虑载体磁场干扰和传感器误差影响的地磁测量模型。该模型所含参数物理意义明确,可在任意姿态下实现对载体磁场和磁传感器误差进行综合补偿。实验证明,所建立的地磁测量模型具有较高的测量精度。     

电磁发射磁探针阵列位置分布及姿态优化

为更加精确地得到电磁发射系统内弹道中电枢在任意时刻的速度,提出一种磁探针阵列位置分布及安装姿态的计算方法。采用道格拉斯-普克算法确定磁探针阵列的位置分布,建立磁探针感应电压与磁探针安装位置、轨道电流、电枢速度及位移等物理量的数学模型,分析磁探针阵列安装方式、安装高度和安装深度对磁探针测量精度的影响。计算结果表明：磁探针阵列测量电枢出口速度的理论相对误差在2‰以内;内弹道电枢速度曲线的出口速度理论相对误差在5‰以内。对磁探针阵列安装位置及安装姿态进行试验验证,优化后的磁探针阵列具有更高的测量精度,电枢出口速度为700~800 m/s时,磁探针测量平均相对误差为2.25%.