基于联合估计迭代算法的三轴磁力仪标定补偿方法

地磁场测量过程中,三轴磁力仪受到多种干扰因素的影响而产生误差,对测量精度造成影响。在分析地磁场测量值误差来源的基础上,建立了三轴磁力仪测量一体化模型,提出采用联合估计迭代算法对其进行标定,并比较了该方法与扩展卡尔曼滤波算法、非线性最小二乘算法的性能。在仿真结果基础上,构建实验系统对所提方法进行实验验证。仿真和实验结果表明：3种方法中,联合估计迭代算法补偿误差均值和标准差最小,且收敛速度最快,可将三轴磁力仪测量值误差均值由142.4 nT降至12.5 nT,标准差由170.0 nT降至29.2 nT, 抑制比达到84.51%;为三轴磁力仪的标定补偿提供了一种有效的方法。     

基于改进型入侵野草算法的三轴磁传感器非正交误差校正

由于加工工艺和安装工艺的限制,三轴磁传感器必然存在非正交误差。为校正该误差以获取准确的三轴磁数据,建立了三轴磁传感器的非正交误差模型,并通过最小二乘法求解该模型。利用4种智能优化算法对上述最小二乘问题进行求解,并对入侵野草算法进行了改进。仿真与实验结果表明：基于改进型入侵野草算法的最小二乘误差校正方法对因三轴非正交导致的运动噪声抑制率分别为85.42%和86.50%,可以较好地对三轴磁传感器非正交误差进行校正。     

一种三轴磁传感器正交误差校正的简便方法

实际使用的三轴磁传感器在探测平台晃动时,所测磁场模值会有较大误差。在传感器测量模型所建立的校正矩阵基础上,通过变换得到新的矩阵,简化了求解,克服了LMS算法在没有获得全方位数据时不能得到矩阵系数精确解的局限性。仿真验证了其有效性。     

磁航向传感器的误差补偿

结合地磁理论与磁航向测量误差成因的分析,提出了一种简单有效的误差补偿方法,获得良好的应用效果.     

三轴磁阻传感器误差补偿方法研究

为了获得高精度且稳定的地磁信号,设计了基于磁阻传感器的地磁信号采集与存储系统,并建立三轴磁阻传感器灵敏度误差、非正交误差和零点漂移误差参数模型。根据工程优化设计思想建立误差参数的目标优化函数,应用坐标轮换法获得最优误差补偿参数。利用最优误差补偿参数,通过仿真,使磁测数据标准差从0.03 Gs降低到0.01 Gs。仿真结果表明,通过对实际磁测数据进行误差补偿,可以有效提高磁测数据精度和稳定性。     

三轴磁阻式传感器标定方法研究

地磁导航系统中需要用到磁阻传感器来测量大地的磁场强度作为导航信息,精确的测量地磁场信息是地磁导航的关键技术之一,由于磁阻传感器本身特性和生产安装问题,必须对其进行标定才可以得到准确有效的磁场测量值。文中分析了磁传感器标定中的误差源,并且用十二位置法与加速度信息相结合的方法对磁传感器进行标定。外场实验表明,利用文中方法,可以使磁场测量的最大误差控制在20nT以内,是一种简单有效的磁传感器标定方法。     

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.     

基于三轴磁传感器的弹丸加速度测试研究

针对目前弹丸在膛内发射过程中需要承受恶劣环境下的高温、高压、高过载,同时在发射过程中存在对加速度信息获取及实测信号失效等问题.提出了采用动态存储测试技术和三轴磁传感器对弹丸在膛内及出炮口加速度信号的采集.经数据处理选择了合适的滤波截止频率,在误差允许的范围内,滤波后数据曲线更光滑,符合弹体的刚体加速度.通过对加速度信号截止频率进行分析,得出该结果对弹丸加速度等信号处理研究有着重要的意义.     

加速度计动态误差系数在三轴转台上标定的仿真

加速度计动态误差系数通过动态误差数学模型和三轴转台模型一次性标定。在三轴转台的三个轴上同时施加恒定角速率,激励出加速度计动态误差项。利用MATLAB进行标定仿真试验,包括设置参数、谐波分析及标定误差系数仿真。     

基于旋转因子的磁传感器误差补偿改进椭圆法

针对磁传感器误差补偿椭圆法未对软磁材料引起的象限误差进行补偿,因而不能有效解决椭圆在平面内旋转的问题,提出了基于旋转因子的磁传感器误差补偿改进椭圆法。该方法依据坐标旋转理论,在应用椭圆法前先对二维数据进行坐标旋转。误差补偿实验与数据分析表明:该方法的误差补偿效果较椭圆法有了明显的改善,滚转角测量系统的精度可达1°。     

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...     

捷联式微惯性导航系统的标定方法

设计了微惯性导航单元（MINU）结构。采用翻滚法和转台法，建立数学模型，分别标定加速度计和陀螺的零位偏差、标度因子及安装角误差。提出一种基于虚拟噪声的现场最优标定方法，运用卡尔曼滤波技术估计并补偿加速度计和陀螺零偏。实验室静态实验和车载实验结果均证明了上述方法的正确性和可行性，并且快速、易于实现，能有效提高导航精度，适用于短时间、低中精度导航系统。     

一种八位置磁罗盘标校方法

基于地磁测量原理,分析了磁罗盘的系统误差,建立了磁罗盘系统误差模型,设计了一种简单实用的八位置标校方法。通过对位置及旋转顺序的设计,以及模型方程的迭代解算设计,保证了该标校方法的高效与精度。该方法无需依靠已知磁场,无需依靠无磁转台,无需提供精确磁北基准,易于工程应用,为低成本磁罗盘研制提供了一种非常有效的标校方法。实验表明:经该方法标校后的磁航向角精度提高近一个数量级。     

双线性插值在地磁导航中的应用

地磁导航应用中常采用插值运算来提高地磁图的精度,但目前常用的地磁图插值方法都存在计算复杂、不适于实时解算等缺点。提出用双线性插值方法进行地磁图插值,该方法原理简单、计算量小,且适于在微处理器上实时解算,为地磁导航的工程实现提供了参考。     

中高精度捷联惯导系统的无转台标定

阐述了一种无转台标定中高精度惯导系统的方法,依据正交轴上加速度计输出矢量和等于重力的原理,标定出加速度计输出模型中相关参数。对于陀螺参数的标定,先通过翻转法得到陀螺标度因数的粗略值,再通过观测导航系统速度误差,求出陀螺相关安装误差并修正陀螺标度因数,最后根据静止时陀螺输出矢量相对关系得到陀螺零位。仿真和实际试验验证了这种标定方法的可行性。     

基于椭球面分布的磁测量修正方法研究

针对地磁测量计算姿态角时容易受到测量环境干扰的问题,分析并建立了完整的磁测量数学模型,通过简化该模型,得出磁测量输出轨迹为椭球面分布,并利用最小二乘椭球参数拟合的方法,完成了基于椭球面分布的磁修正椭球参数估计.通过试验分析,基于椭球参数拟合修正方法的测量误差小于2%,有效地修正了测量环境及传感器本身带来的测量误差.     

一种激光陀螺捷联惯性导航系统级标定方法

为优化激光捷联惯性导航在卧式三轴转台上的系统级标定方案,设计了卧式三轴转台外环轴整周旋转对惯性测量单元（IMU）误差参数的激励方法。基于捷联惯性导航的误差方程,阐述了速度误差与IMU误差参数间的关系,从而建立IMU系统级标定模型。该模型具有加速度计误差参数仅反应在观测量北向分量、陀螺误差参数仅反应在观测量东向分量的特点,消除了加速度计和陀螺误差参数标定误差的相互影响。根据准D最优准则,设计了正二十面体12点计划的双轴位置单轴速率翻滚法,利用最小二乘法辨识出IMU的24项误差参数。通过给加速度计和陀螺加入不同测量噪声,对IMU标定模型进行仿真,结果表明该方法可抑制加速度计和陀螺的测量噪声对标定结果的影响。     

磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的原理分析

针对用磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的问题,提出了磁阻传感器滚转角及磁阻传感器滚转角速率的概念,给出了磁阻传感器测量方程和磁阻传感器滚转角速率的测量方程.经过理论推导给出了弹体滚转角速率与磁阻传感器滚转角速率的关系式,分析结果表明弹体滚转角速率与磁阻传感器滚转角速率之间的测量误差受弹丸俯仰姿态、偏航姿态和射向的影响.数值仿真表明,弹丸滚转角速率的地磁测量方法在一定条件下是可行的,但在工程实际应用中难以保证滚转角的精确测量.