專利名稱：有磁環(huán)境的數(shù)字磁羅盤標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對數(shù)字磁羅盤的標(biāo)定，更特別地說，是指一種在有磁環(huán)境(磁場干擾)下的對數(shù)字磁羅盤的標(biāo)定方法。該標(biāo)定方法不受標(biāo)定環(huán)境限制，標(biāo)定步驟簡單。

背景技術(shù)：
數(shù)字磁羅盤由于其在成本、性能、體積和精度等方面的優(yōu)勢，目前被廣泛的應(yīng)用在磁航向測量系統(tǒng)中，并且還應(yīng)用在與慣導(dǎo)系統(tǒng)相結(jié)合的組合導(dǎo)航中，修正慣導(dǎo)系統(tǒng)計算的航向誤差，進(jìn)一步提高導(dǎo)航系統(tǒng)的航向精度。
數(shù)字磁羅盤測量載體航向角的基準(zhǔn)是磁子午線(即地球磁經(jīng)線)。當(dāng)數(shù)字磁羅盤安裝在載體上時，由于載體周圍存在的鐵磁材料的影響，使得數(shù)字磁羅盤所在位置的磁場方向與地磁場的方向不一致，引起航向測量誤差，這種誤差的影響包括硬磁材料和軟磁材料的影響。硬磁材料相當(dāng)于永久磁鐵，它的磁場強度在某一固定環(huán)境中可以認(rèn)為是不變的，由于數(shù)字磁羅盤一般體積較小，可以認(rèn)為硬磁材料對磁羅盤的各個測量軸產(chǎn)生固定偏值的影響，該影響隨著與硬磁材料的距離的減小而增加。軟磁材料本身不產(chǎn)生磁場，當(dāng)被環(huán)境磁場磁化后產(chǎn)生干擾磁場對磁羅盤的測量產(chǎn)生影響，在磁羅盤各軸上產(chǎn)生的誤差分量不固定。
目前常用的磁羅盤標(biāo)定方法是將磁羅盤在無磁環(huán)境下進(jìn)行測量來標(biāo)定磁羅盤三個軸的磁偏置，并將消除磁偏置的測量值作為真實的測量值，對在有磁環(huán)境下的測量值進(jìn)行修正。這種方法可以有效的消除硬磁材料的影響，但標(biāo)定環(huán)境要求苛刻，一般實驗環(huán)境難以滿足，因此標(biāo)定實驗很難完成。同時，這種方法不能消除軟磁材料的影響，在實際使用中，往往通過數(shù)據(jù)處理方法來消除軟磁材料對磁場的影響。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種有磁環(huán)境的磁羅盤標(biāo)定方法，該方法通過對不同位置下磁羅盤三個軸的磁通量進(jìn)行采集，并分別對采集得到的磁通量進(jìn)行FIR濾波；采用磁航向計算方法分別得到參考磁羅盤磁航向角ψ參考、待標(biāo)定磁羅盤磁航向角ψ待標(biāo)定，然后采用橢球假設(shè)補償法消除磁航向角之間的差值Δψ獲得標(biāo)定軟磁模型參數(shù)G1和硬磁模型參數(shù)C2，且H參考＝C1·H待標(biāo)定+C2。本標(biāo)定方法能夠在存在有磁場干擾條件下對數(shù)字磁羅盤進(jìn)行標(biāo)定。
本發(fā)明的一種在有磁環(huán)境下的數(shù)字磁羅盤標(biāo)定方法，其數(shù)字磁羅盤標(biāo)定包括有下列處理單元參考磁羅盤磁通量獲取單元11、待標(biāo)定磁羅盤磁通量獲取單元21、參考磁航向角獲取單元12、待標(biāo)定磁航向角獲取單元22、磁航向比較單元1和橢球假設(shè)補償單元2。
本發(fā)明的有磁環(huán)境的磁羅盤標(biāo)定方法的優(yōu)點是(1)對數(shù)字磁羅盤的標(biāo)定不受標(biāo)定環(huán)境限制，可以直接在數(shù)字磁羅盤的使用環(huán)境中進(jìn)行標(biāo)定，也可以在數(shù)字磁羅盤出廠前進(jìn)行標(biāo)定。(2)對數(shù)字磁羅盤的標(biāo)定過程簡單，容易操作，計算速度快。(3)運用二十二位置的磁通量作為修正數(shù)據(jù)源，可以隨時根據(jù)環(huán)境變化計算數(shù)字磁羅盤誤差補償模型中的補償參數(shù)，從而保證了修正精度。(4)采用橢球假設(shè)補償法消除磁航向角誤差，能夠消除硬磁材料和軟磁材料對數(shù)字磁羅盤的測量值的影響。



圖1是本發(fā)明對數(shù)字磁羅盤進(jìn)行的標(biāo)定結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是空間二十二位置的坐標(biāo)示意圖。
圖3是經(jīng)本發(fā)明標(biāo)定后的數(shù)字磁羅盤的磁航向角測量誤差曲線圖。

具體實施例方式 下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明的一種在有磁環(huán)境下的數(shù)字磁羅盤標(biāo)定方法，是為了解決難以滿足無磁環(huán)境標(biāo)定的要求而提出的。該標(biāo)定方法可以避免標(biāo)定實驗受環(huán)境的限制，可以在實際使用環(huán)境對磁羅盤進(jìn)行標(biāo)定，并且可以有效消除硬磁材料和軟磁材料的影響，修正后精度較高，可以滿足數(shù)字磁羅盤修正后測量精度的要求，并且標(biāo)定過程操作簡單。
參見圖1所示，本發(fā)明的一種在有磁環(huán)境下的數(shù)字磁羅盤標(biāo)定包括有下列處理單元，參考磁羅盤磁通量獲取單元11、待標(biāo)定磁羅盤磁通量獲取單元21、參考磁航向角獲取單元12、待標(biāo)定磁航向角獲取單元22、磁航向比較單元1和橢球假設(shè)補償單元2； 參考磁羅盤磁通量獲取單元11采用在空間二十二位置(如圖2所示)下分別對參考磁羅盤的X軸、Y軸、Z軸進(jìn)行磁通量測量，從而獲得參考磁羅盤的磁通量

并采用有限沖擊響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器對磁通量

進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的參考磁羅盤磁通量H參考，即
參考磁航向角獲取單元12采用磁航向計算方法對接收的H參考進(jìn)行解算處理，得到參考磁羅盤磁航向角ψ參考＝[ψ1，ψ2，……，ψ22]輸出給磁航向比較單元1。
待標(biāo)定磁羅盤磁通量獲取單元21采用在空間二十二位置(如圖2所示)下分別對待標(biāo)定磁羅盤的X′軸、Y′軸、Z′軸進(jìn)行磁通量測量，從而獲得待標(biāo)定磁羅盤的磁通量

并采用有限沖擊響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器對磁通量

進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量H待標(biāo)定，即
待標(biāo)定磁航向角獲取單元22采用磁航向計算方法對接收的H待標(biāo)定進(jìn)行解算處理，得到待標(biāo)定磁羅盤磁航向角

輸出給磁航向比較單元1。
磁航向比較單元1對接收的

進(jìn)行差值比較獲得磁航向角誤差Δψ，即Δψ＝|ψ待標(biāo)定-ψ參考|。
橢球假設(shè)補償單元2采用橢球假設(shè)補償法對接收的Δψ進(jìn)行消除誤差處理，分別得到待標(biāo)定磁羅盤的標(biāo)定軟磁模型參數(shù)C1和硬磁模型參數(shù)C2，即C2＝{bx，by，bz}。
在本發(fā)明中，軟磁標(biāo)定模型參數(shù)C1與濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量H待標(biāo)定的乘積再與硬磁模型參數(shù)C2相加等于濾波后的參考磁羅盤磁通量H參考，即得到待標(biāo)定磁羅盤所需的標(biāo)定模型H參考＝C1·H待標(biāo)定+C2。
采用本發(fā)明的標(biāo)定模型H參考＝C1·H待標(biāo)定+C2標(biāo)定后的數(shù)字磁羅盤計算量明顯減少，因此有效地提高了數(shù)字磁羅盤中處理器的處理速度。
本發(fā)明的一種在有磁環(huán)境下的數(shù)字磁羅盤標(biāo)定方法，包括有下列標(biāo)定步驟 步驟一獲取濾波后的參考磁羅盤磁通量H參考 采用在空間二十二位置(如圖2所示)下分別對參考磁羅盤的X軸、Y軸、Z軸進(jìn)行磁通量測量，從而獲得參考磁羅盤的磁通量

并采用有限沖擊響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器對磁通量

進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的參考磁羅盤磁通量

式中， X1表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的X軸磁通量， X2表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的X軸磁通量， X22表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的X軸磁通量， Y1表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的Y軸磁通量， Y2表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的Y軸磁通量， Y22表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的Y軸磁通量， Z1表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的Z軸磁通量， Z2表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的Z軸磁通量， Z22表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的Z軸磁通量； 在本發(fā)明中，參考磁羅盤選取HMR2300數(shù)字磁羅盤，該HMR2300數(shù)字磁羅盤是一種已經(jīng)標(biāo)定后的磁羅盤(不是采用本發(fā)明的標(biāo)定方法)，應(yīng)用其采集的數(shù)據(jù)源作為參考數(shù)據(jù)源，有利于驗證本發(fā)明標(biāo)定方法的可行性。
步驟二獲取濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量H待標(biāo)定 采用在空間二十二位置(如圖2所示)下分別對待標(biāo)定磁羅盤的X′軸、Y′軸、Z′軸進(jìn)行磁通量測量，從而獲得待標(biāo)定磁羅盤的磁通量

并采用有限沖擊響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器對磁通量

進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量

式中，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的X′軸磁通量，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的X′軸磁通量，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的X′軸磁通量，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的Y′軸磁通量，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的Y′軸磁通量，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的Y′軸磁通量，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的Z′軸磁通量，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的Z′軸磁通量，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的Z′軸磁通量； 步驟三獲取參考磁羅盤磁航向角ψ參考 對步驟一得到的濾波后的參考磁羅盤磁通量H參考采用磁航向計算方法處理得到參考磁羅盤磁航向角ψ參考＝[ψ1，ψ2，……，ψ22]， ψ1表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下的磁航向角， ψ2表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下的磁航向角， ψ22表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下的磁航向角； 在本發(fā)明中，磁航向計算方法可以是依據(jù)“三軸磁羅盤高精度誤差補償算法研究”中公開的公式3和公式4相結(jié)合進(jìn)行的磁航向計算。該“三軸磁羅盤高精度誤差補償算法研究”于2005.9公開在“傳感器世界”上。
步驟四獲取待標(biāo)定磁羅盤磁航向角ψ待標(biāo)定 對步驟二得到的濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量H待標(biāo)定采用磁航向計算方法處理得到待標(biāo)定磁羅盤磁航向角


表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下的磁航向角，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下的磁航向角，

表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下的磁航向角； 步驟五獲取待標(biāo)定磁羅盤的磁航向角誤差Δψ 將步驟四獲得的待標(biāo)定磁羅盤磁航向角ψ待標(biāo)定與步驟三獲得的參考磁羅盤磁航向角ψ參考進(jìn)行差值比較，得到待標(biāo)定磁羅盤的磁航向角誤差Δψ＝|ψ待標(biāo)定-ψ參考|。
步驟六獲取待標(biāo)定磁羅盤的標(biāo)定軟磁模型參數(shù)C1和硬磁模型參數(shù)C2 采用橢球假設(shè)補償法對步驟五中獲得的待標(biāo)定磁羅盤的磁航向角誤差Δψ進(jìn)行誤差消除處理，得到待標(biāo)定磁羅盤的標(biāo)定軟磁模型參數(shù)C1和硬磁模型參數(shù)C2；該軟磁標(biāo)定模型參數(shù)C1與濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量H待標(biāo)定的乘積再與硬磁模型參數(shù)C2相加等于濾波后的參考磁羅盤磁通量H參考，即得到本發(fā)明所需進(jìn)行標(biāo)定的數(shù)字磁羅盤的標(biāo)定模型H參考＝C1·H待標(biāo)定+C2。
軟磁標(biāo)定模型參數(shù) 硬磁模型參數(shù)C2＝{bx，by，bz}。
其中，Cxx表示在待標(biāo)定磁羅盤的X軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤X軸上的磁通量，簡稱X軸對X軸磁通量的修正參數(shù)。
Cxy表示在待標(biāo)定磁羅盤的X軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Y軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Y軸對X軸磁通量的修正參數(shù)。
Cxz表示在待標(biāo)定磁羅盤的X軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Z軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Z軸對X軸磁通量的修正參數(shù)。
Cyx表示在待標(biāo)定磁羅盤的Y軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤X軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱X軸對Y軸磁通量的修正參數(shù)。
Cyy表示在待標(biāo)定磁羅盤的Y軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Y軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Y軸對Y軸磁通量的修正參數(shù)。
Cyz表示在待標(biāo)定磁羅盤的Y軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Z軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Z軸對Y軸磁通量的修正參數(shù)。
Czx表示在待標(biāo)定磁羅盤的Z軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤X軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱X軸對Z軸磁通量的修正參數(shù)。
Czy表示在待標(biāo)定磁羅盤的Z軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Y軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Y軸對Z軸磁通量的修正參數(shù)。
Czz表示在待標(biāo)定磁羅盤的Z軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Z軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Z軸對Z軸磁通量的修正參數(shù)。
bx表示在待標(biāo)定磁羅盤的X軸磁通量中消除硬磁材料產(chǎn)生的磁通量。
by表示在待標(biāo)定磁羅盤的Y軸磁通量中消除硬磁材料產(chǎn)生的磁通量。
bz表示在待標(biāo)定磁羅盤的Z軸磁通量中消除硬磁材料產(chǎn)生的磁通量。
在本發(fā)明中，所述橢球假設(shè)補償法的消除處理可以參考“具有自動誤差補償功能的智能磁航向系統(tǒng)”文獻(xiàn)中公開了3.3節(jié)的介紹，該文獻(xiàn)發(fā)表于2002年第21卷第12期的傳感器技術(shù)(Journal of Transducer Technology)上。
實施例 將經(jīng)本發(fā)明標(biāo)定后的數(shù)字磁羅盤安裝在一飛機上，若飛機在高空1000m、速度300km/h飛行時，依次在空間二十二位置下進(jìn)行磁通量測量，飛行情況如圖3所示，從飛行情況上分析得到，經(jīng)本發(fā)明標(biāo)定后的數(shù)字磁羅盤使得飛機飛行航向定位精度在-4～+5度范圍內(nèi)。
關(guān)于本發(fā)明所指的空間二十二位置的坐標(biāo)簡示如圖2所示，針對每一位置的說明如下表
權(quán)利要求
1、一種在有磁環(huán)境下的數(shù)字磁羅盤標(biāo)定方法，其特征在于有下列標(biāo)定步驟
步驟一獲取濾波后的參考磁羅盤磁通量H參考
采用在空間二十二位置下分別對參考磁羅盤的X軸、Y軸、Z軸進(jìn)行磁通量測量，從而獲得參考磁羅盤的磁通量
并采用有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器對磁通量
進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的參考磁羅盤磁通量
式中，
X1表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的X軸磁通量，
X2表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的X軸磁通量，
X22表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的X軸磁通量，
Y1表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的Y軸磁通量，
Y2表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的Y軸磁通量，
Y22表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的Y軸磁通量，
Z1表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的Z軸磁通量，
Z2表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的Z軸磁通量，
Z22表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的Z軸磁通量；
步驟二獲取濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量H待標(biāo)定
采用在空間二十二位置下分別對待標(biāo)定磁羅盤的X′軸、Y′軸、Z′軸進(jìn)行磁通量測量，從而獲得待標(biāo)定磁羅盤的磁通量
并采用有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器對磁通量
進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量
式中，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的X′軸磁通量，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的X′軸磁通量，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的X′軸磁通量，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的Y′軸磁通量，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的Y′軸磁通量，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的Y′軸磁通量，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下經(jīng)濾波后的Z′軸磁通量，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下經(jīng)濾波后的Z′軸磁通量，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下經(jīng)濾波后的Z′軸磁通量；
步驟三獲取參考磁羅盤磁航向角ψ參考
對步驟一得到的濾波后的參考磁羅盤磁通量H參考采用磁航向計算方法處理得到參考磁羅盤磁航向角ψ參考＝[ψ1，ψ2，……，ψ22]，
ψ1表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下的磁航向角，
ψ2表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下的磁航向角，
ψ22表示參考磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下的磁航向角；
步驟四獲取待標(biāo)定磁羅盤磁航向角ψ待標(biāo)定
對步驟二得到的濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量H待標(biāo)定采用磁航向計算方法處理得到待標(biāo)定磁羅盤磁航向角
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第一位置下的磁航向角，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二位置下的磁航向角，
表示待標(biāo)定磁羅盤在空間二十二位置中的第二十二位置下的磁航向角；
步驟五獲取待標(biāo)定磁羅盤的磁航向角誤差Δψ
將步驟四獲得的待標(biāo)定磁羅盤磁航向角ψ待標(biāo)定與步驟三獲得的參考磁羅盤磁航向角ψ參考進(jìn)行差值比較，得到待標(biāo)定磁羅盤的磁航向角誤差Δψ＝|ψ待標(biāo)定-ψ參考|；
步驟六獲取標(biāo)定軟磁模型參數(shù)C1和硬磁模型參數(shù)C2
采用橢球假設(shè)補償法對步驟五中獲得的待標(biāo)定磁羅盤的磁航向角誤差Δψ進(jìn)行誤差消除處理，得到待標(biāo)定磁羅盤的標(biāo)定軟磁模型參數(shù)C1和硬磁模型參數(shù)C2；軟磁標(biāo)定模型參數(shù)硬磁模型參數(shù)C2＝{bx，by，bz}；
Cxx表示在待標(biāo)定磁羅盤的X軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤X軸上的磁通量，簡稱X軸對X軸磁通量的修正參數(shù)，
Cxy表示在待標(biāo)定磁羅盤的X軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Y軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Y軸對X軸磁通量的修正參數(shù)，
Cxz表示在待標(biāo)定磁羅盤的X軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Z軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Z軸對X軸磁通量的修正參數(shù)，
Cyx表示在待標(biāo)定磁羅盤的Y軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤X軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱X軸對Y軸磁通量的修正參數(shù)，
Cyy表示在待標(biāo)定磁羅盤的Y軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Y軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Y軸對Y軸磁通量的修正參數(shù)，
Cyz表示在待標(biāo)定磁羅盤的Y軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Z軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Z軸對Y軸磁通量的修正參數(shù)，
Czx表示在待標(biāo)定磁羅盤的Z軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤X軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱X軸對Z軸磁通量的修正參數(shù)，
Czy表示在待標(biāo)定磁羅盤的Z軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Y軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Y軸對Z軸磁通量的修正參數(shù)，
Czz表示在待標(biāo)定磁羅盤的Z軸磁通量中消除軟磁材料在待標(biāo)定磁羅盤Z軸上產(chǎn)生的磁通量，簡稱Z軸對Z軸磁通量的修正參數(shù)，
bx表示在待標(biāo)定磁羅盤的X軸磁通量中消除硬磁材料產(chǎn)生的磁通量，
by表示在待標(biāo)定磁羅盤的Y軸磁通量中消除硬磁材料產(chǎn)生的磁通量，
bz表示在待標(biāo)定磁羅盤的Z軸磁通量中消除硬磁材料產(chǎn)生的磁通量；
該軟磁標(biāo)定模型參數(shù)C1與濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量H待標(biāo)定的乘積再與硬磁模型參數(shù)C2相加等于濾波后的參考磁羅盤磁通量H參考，即得到本發(fā)明所需進(jìn)行標(biāo)定的數(shù)字磁羅盤的標(biāo)定模型H參考＝C1·H待標(biāo)定+C2。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的在有磁環(huán)境下的數(shù)字磁羅盤標(biāo)定方法，其特征在于數(shù)字磁羅盤標(biāo)定包括有下列處理單元參考磁羅盤磁通量獲取單元(11)、待標(biāo)定磁羅盤磁通量獲取單元(21)、參考磁航向角獲取單元(12)、待標(biāo)定磁航向角獲取單元(22)、磁航向比較單元(1)和橢球假設(shè)補償單元(2)；
參考磁羅盤磁通量獲取單元(11)采用在空間二十二位置下分別對參考磁羅盤的X軸、Y軸、Z軸進(jìn)行磁通量測量，從而獲得參考磁羅盤的磁通量
并采用有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器對磁通量
進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的參考磁羅盤磁通量H參考，即
參考磁航向角獲取單元(12)采用磁航向計算方法對接收的H參考進(jìn)行解算處理，得到參考磁羅盤磁航向角ψ參考＝[ψ1，ψ2，……，ψ22]輸出給磁航向比較單元(1)；
待標(biāo)定磁羅盤磁通量獲取單元(21)采用在空間二十二位置下分別對待標(biāo)定磁羅盤的X′軸、Y′軸、Z′軸進(jìn)行磁通量測量，從而獲得待標(biāo)定磁羅盤的磁通量
并采用有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器對磁通量
進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量H待標(biāo)定，即
待標(biāo)定磁航向角獲取單元(22)采用磁航向計算方法對接收的H待標(biāo)定進(jìn)行解算處理，得到待標(biāo)定磁羅盤磁航向角
輸出給磁航向比較單元(1)；
磁航向比較單元(1)對接收的ψ參考＝[ψ1，ψ2，……，ψ22]、
進(jìn)行差值比較獲得磁航向角誤差Δψ，即Δψ＝|ψ待標(biāo)定-ψ參考|；
橢球假設(shè)補償單元(2)采用橢球假設(shè)補償法對接收的Δψ進(jìn)行消除誤差處理，分別得到待標(biāo)定磁羅盤的標(biāo)定軟磁模型參數(shù)C1和硬磁模型參數(shù)C2，即C2＝{bx，by，bz}；
所述軟磁標(biāo)定模型參數(shù)C1與濾波后的待標(biāo)定磁羅盤磁通量H待標(biāo)定的乘積再與硬磁模型參數(shù)C2相加等于濾波后的參考磁羅盤磁通量H參考，即得到待標(biāo)定磁羅盤所需的標(biāo)定模型H參考＝C1·H待標(biāo)定+C2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在有磁環(huán)境下的數(shù)字磁羅盤標(biāo)定方法，是為了解決難以滿足無磁環(huán)境標(biāo)定的要求而提出的。該數(shù)字磁羅盤標(biāo)定包括有參考磁羅盤磁通量獲取單元(11)、待標(biāo)定磁羅盤磁通量獲取單元(21)、參考磁航向角獲取單元(12)、待標(biāo)定磁航向角獲取單元(22)、磁航向比較單元(1)和橢球假設(shè)補償單元(2)。本發(fā)明采用磁航向計算方法分別得到參考磁羅盤磁航向角ψ參考、待標(biāo)定磁羅盤磁航向角ψ待標(biāo)定，然后采用橢球假設(shè)補償法消除磁航向角之間的差值Δψ獲得標(biāo)定軟磁模型參數(shù)C1和硬磁模型參數(shù)C2，且H參考＝C1·H待標(biāo)定+C2。本標(biāo)定方法能夠在存在有磁場干擾條件下對數(shù)字磁羅盤進(jìn)行標(biāo)定。
文檔編號G01C17/00GK101393022SQ200810225710
公開日2009年3月25日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者立 富, 娟 李, 王玲玲 申請人:北京航空航天大學(xué)