本發(fā)明屬于導(dǎo)航領(lǐng)域，涉及磁航向信號(hào)的補(bǔ)償和完好性檢測(cè)。

背景技術(shù)：

磁航向傳感器是利用地球磁場(chǎng)來測(cè)量航向的傳感器設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、成本低，是一種常用的航空航向測(cè)量設(shè)備；

由于磁航向傳感器的工作特性，容易受到載機(jī)磁環(huán)境、地理磁環(huán)境、飛機(jī)運(yùn)動(dòng)等干擾信號(hào)的影響，造成磁航向傳感器測(cè)量的磁信號(hào)不穩(wěn)定，使輸出的磁航向不穩(wěn)定。

在慣性航向姿態(tài)基準(zhǔn)系統(tǒng)中，以磁航向傳感器的三軸磁通量為源的磁航向是基本的航向數(shù)據(jù)源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：

提供一種慣性航向姿態(tài)系統(tǒng)的磁航向信號(hào)補(bǔ)償和檢測(cè)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種慣性航向姿態(tài)系統(tǒng)的磁航向信號(hào)補(bǔ)償和檢測(cè)方法，包括：

步驟1：采樣并轉(zhuǎn)換磁傳感器485總線輸出的三軸磁通分量M_x、M_y、M_z；

步驟2：對(duì)采樣磁通量信號(hào)進(jìn)行三軸磁通量綜合檢測(cè)，如果滿足下式，則認(rèn)為采樣磁通量信號(hào)有效，進(jìn)入步驟3；否則當(dāng)前磁航向無效，返回步驟1；

步驟3：根據(jù)三軸磁通分量M_x、M_y、M_z和慣性姿態(tài)系統(tǒng)的俯仰θ、橫滾γ信號(hào)計(jì)算磁傳感器輸出航向ψ_M0；

令M_HX＝cosγ·M_x+sinγ·M_z

M_HY＝cosθ·M_y+sinγ·sinθ·M_x-sinθ·cosγ·M_z

則ψ_M計(jì)算＝tg^-1(-M_HX/M_HY)，Ψ_M計(jì)算取值范圍(-π,+π]，ψ_M0的取值如下表所示。

ψ_M0取值表

其中：E₂＝2.8×10^-10；M_HX,為磁通量X軸水平分量；M_HY為磁通量Y軸水平分量；Ψ_M計(jì)算為磁航向的計(jì)算中間量；

步驟4：依據(jù)慣性姿態(tài)系統(tǒng)中存儲(chǔ)的羅差標(biāo)定參數(shù)A、B、C、D、E、F、G、修正航向△ψ和磁傳感器輸出航向ψ_M0計(jì)算羅差補(bǔ)償量δ，并修正磁航向Ψ_M：

ψ_M＝ψ_M0-δ+△ψ

其中，羅差補(bǔ)償量δ的計(jì)算如下：

δ＝A+B·sin(ψ_M0)+C·cos(ψ_M0)+D·sin(2ψ_M0)+E·cos(2ψ_M0)+F·sin(3ψ_M0)+G·cos(3ψ_M0)

步驟5：進(jìn)行磁航向離散性檢測(cè)，記錄100ms內(nèi)最少2個(gè)磁航向從小到大依次為ψ_M(1)……ψ_M(i)，離散度應(yīng)滿足以下條件：

0°≤|ψ_M(1)-ψ_M(n)|≤30°或330°≤|ψ_M(i)-ψ_M(n)|≤360°

其中i、n＝1…M，且i≠n，M＝100ms/Trm，Trm為磁航向更新周期，量綱ms；

如果離散量滿足以上條件，則離散量檢測(cè)通過，進(jìn)入步驟6；

離散度不滿足以上條件時(shí)，當(dāng)前磁航向無效，返回步驟1。

步驟6：計(jì)算100ms磁航向均值；

如果當(dāng)前100ms內(nèi)的磁航向有效，累加各個(gè)磁航向，并平均每100ms平滑計(jì)算的磁航向取值范圍[0,2π)；

如果則

步驟7：進(jìn)行100ms磁航向均值范圍檢測(cè)

當(dāng)相鄰且連續(xù)的兩拍有效的和(上一拍)滿足以下條件，則磁航向信息100ms均值檢測(cè)通過，進(jìn)入步驟8：

否則當(dāng)前磁航向無效，返回步驟1；

或

步驟8：載機(jī)角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)

當(dāng)滿足以下條件時(shí)，則設(shè)置磁航向有效，對(duì)外輸出磁航向信息；否則當(dāng)前磁航向無效，返回步驟1。：

和并且

其中分別為當(dāng)前100ms內(nèi)的慣性姿態(tài)系統(tǒng)輸出的機(jī)體X、Y和Z角速率的平均值。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的方法能夠有效檢測(cè)出載機(jī)磁環(huán)境、地理磁環(huán)境、飛機(jī)運(yùn)動(dòng)等干擾信號(hào)的對(duì)磁航向信號(hào)的影響，并能夠依據(jù)慣性橫滾，俯仰信號(hào)及羅差補(bǔ)償信號(hào)對(duì)磁航向信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，有效提高磁航向的精度。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明總體實(shí)施步驟示意圖。

圖2是本發(fā)明連接示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種慣性航向姿態(tài)系統(tǒng)的磁航向信號(hào)補(bǔ)償和檢測(cè)方法，如圖1、2所示，包括：

步驟1：采樣并轉(zhuǎn)換磁傳感器485總線輸出的三軸磁通分量M_x、M_y、M_z；

步驟2：對(duì)采樣磁通量信號(hào)進(jìn)行三軸磁通量綜合檢測(cè)，如果滿足下式，則認(rèn)為采樣磁通量信號(hào)有效，進(jìn)入步驟3；否則當(dāng)前磁航向無效，返回步驟1；

步驟3：根據(jù)三軸磁通分量M_x、M_y、M_z和慣性姿態(tài)系統(tǒng)的俯仰θ、橫滾γ信號(hào)計(jì)算磁傳感器輸出航向ψ_M0；

令M_HX＝cosγ·M_x+sinγ·M_z

M_HY＝cosθ·M_y+sinγ·sinθ·M_x-sinθ·cosγ·M_z

則ψ_M計(jì)算＝tg^-1(-M_HX/M_HY)，Ψ_M計(jì)算取值范圍(-π,+π]，ψ_M0的取值如下表所示。

ψ_M0取值表

其中：E₂＝2.8×10^-10；M_HX,為磁通量X軸水平分量；M_HY為磁通量Y軸水平分量；Ψ_M計(jì)算為磁航向的計(jì)算中間量；

步驟4：依據(jù)慣性姿態(tài)系統(tǒng)中存儲(chǔ)的羅差標(biāo)定參數(shù)A、B、C、D、E、F、G、修正航向△ψ和磁傳感器輸出航向ψ_M0計(jì)算羅差補(bǔ)償量δ，并修正磁航向Ψ_M：

ψ_M＝ψ_M0-δ+△ψ

其中，羅差補(bǔ)償量δ的計(jì)算如下：

δ＝A+B·sin(ψ_M0)+C·cos(ψ_M0)+D·sin(2ψ_M0)+E·cos(2ψ_M0)+F·sin(3ψ_M0)+G·cos(3ψ_M0)

步驟5：進(jìn)行磁航向離散性檢測(cè)，記錄100ms內(nèi)最少2個(gè)磁航向從小到大依次為ψ_M(1)……ψ_M(i)，離散度應(yīng)滿足以下條件：

0°≤|ψ_M(1)-ψ_M(n)|≤30°或330°≤|ψ_M(i)-ψ_M(n)|≤360°

其中i、n＝1…M，且i≠n，M＝100ms/Trm，Trm為磁航向更新周期，量綱ms；

如果離散量滿足以上條件，則離散量檢測(cè)通過，進(jìn)入步驟6；

離散度不滿足以上條件時(shí)，當(dāng)前磁航向無效，返回步驟1。

步驟6：計(jì)算100ms磁航向均值；

如果當(dāng)前100ms內(nèi)的磁航向有效，累加各個(gè)磁航向，并平均每100ms平滑計(jì)算的磁航向取值范圍[0,2π)；

如果則

步驟7：進(jìn)行100ms磁航向均值范圍檢測(cè)

當(dāng)相鄰且連續(xù)的兩拍有效的和(上一拍)滿足以下條件，則磁航向信息100ms均值檢測(cè)通過，進(jìn)入步驟8：

否則當(dāng)前磁航向無效，返回步驟1；

或

步驟8：載機(jī)角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)

當(dāng)滿足以下條件時(shí)，則設(shè)置磁航向有效，對(duì)外輸出磁航向信息；否則當(dāng)前磁航向無效，返回步驟1。：

和并且

其中分別為當(dāng)前100ms內(nèi)的慣性姿態(tài)系統(tǒng)輸出的機(jī)體X、Y和Z角速率的平均值。