基于最小二乘拟合的地磁场测量误差补偿方法
基于最小二乘法的RSSI测距环境参数修正方案(精)
２０１２年第２１卷第２期计算机系统应用基于最小二乘法的ＲＳＳＩ测距环境参数修正方案①杜亚江１，高立兵２１（兰州交通大学机电技术研究所，兰州７３００７０）２（甘肃有色冶金职业技术学院，金昌７３７１００）摘要：节点定位是无线传感器网络中的重要应用之一。
为了抑制ＲＳＳｌ测距技术的误差对无线传感器节点定位精度的影响，通过对ＲＳＳＩ测距模型进行分析，提出了一种基于最小二乘法的ＲＳＳＩ测距环境参数修正方案。
该方法使用最小二乘法拟合方法对环境参数进行修正，以消除各种干扰对测量数据的影响，以提高ＲＳＳＩ测距的精度，为高精确定位打下基础。
实验和仿真结果表明，采用环境参数修正方案后，明显提高了测距的精度。
关键词：无线传感器网络；定位；ＲＳＳｌ测距；最小二乘算法ＲＳＳＩＰａｍｍｅｔｅｒＣａｕｂｒａｔｉ蛐ＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＬｅａｓｔＳｑｕａ心舢ｇｏｒｉｔｈｍＤＵＹ¨ｉ卸９１，ＧＡＯＬｉ－ＢｉＩｌ旷、‘（Ｍｅｃｈ锄ｉｃａｌ锄ｄＥｌ∞的ｎｉｃ１ｂｃｈｌｌｏｌｏ斟ｈＩｓｔｉｔ眦，Ｌ舢吐ｏｕｏｆＮｏｎｆ咖ｌＩＳＪｉ∞ａ∞ｇＵｎｉＶ哪ｉ妣Ｌ锄ｚｔｌ伽７３００７０，Ｃｈｉｎａ）２（Ｇ觚ｓｕｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆１ＫｈｒＩｉｃａＩＣｏＩＪｅｇｅＭｅ乜儿ｕｑ戮ｍｃｈａｎｇ７３７１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｎｃｔ：ＬｏｃａＩｉｚａｔｉｏｎｏｆｎｏｄ豁ｉｓ锄ｉｍｐｏｎａｆＩ＿ｔａｐｐＩｉｃａｔｉＯｎＯｆ、Ⅳｉｒｃｌ器ｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔ、）ｌ，ｏｒｋ．ＩｎＯｒｄｅｒｔ０ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｆｆ融ｉＶｅｌｙ也ｅｅ仃ｅ鹏ｏｆＲＳＳＩｅｎ．ｏｒｔｏＷＳＮｎｏｄｅＩｏｃａｌ妇ｉｏｎｐ踟ｅｔｅｒｐｒ∞ｉｓｉｏＩＬｈｌｔｈｉｓｐａｐ％ＲＳＳＩ－ｂ笛ｅｄｄｉ北ｍｃｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｍｏｄｅｌｗ弱咖ｄｉｅｄ肌ｄａｍｌｙｚｅｄ，蛐ｄｐｒｏｖｉｄｅａｃａｌｉｂ豫ｔｉ∞ｍｅｔｈｏｄｂ鹪ｃｄ∞ⅡｌｅＩｅ如ｔｓｑｕａ聆ａ１９０ｒｉｍＩｌｌ．Ｔｈｅｍｅｔｌｌｏｄ吣豁ｌｅ嬲ｔＳｑ岫ｒｅｍｅ也ｏｄｔｏ啪ｅｎｄｔｌｌｅｄａ庀ａｔｏｄｉｓｐｅｌｍｅｉＩｌｆｌｕｅｎ∞翎Ａ瑚。
地磁信号误差模型分析及补偿算法
H hard
移量测量及曲面拟合的平差处理方案求取补偿参
数。以往文献［8~9］中直接利用空间椭球面一般方
程求解补偿系数的方法忽略了椭球面方程参数之
间的相互关系，这使得测量结果不准确。本文采用
的方案既可有效地解决上述所列问题，同时也避免
了由于数值过大而引起的数值计算问题。
2
信号检测模型分析
2.1
磁传感器自身测量误差组成
University，Qingdao
Abstract
266041）
The carrier of geomagnetic navigation needs real-time measurement information of the geomagnetic field for naviga⁃
tion and positioning. However，three-axial magnetic field measuring instrument exists errors itself，the carrier's own constant mag⁃
V241.6
磁传感器的测量精度受到磁传感器自身测量误差、
引言
载体自身的恒磁磁场以及载体上的软磁材料被外
地磁场作为一种重要的地球矢量场，是空间位
［1］
界磁场磁化而产生的感应磁场的影响。因而如何
置与时间的函数 。近年来，随着人们对地磁场的
准确有效地进行误差补偿是地磁导航需要解决的
不断研究认识，发现利用地磁场进行导航定位有许
关键问题。
多其他导航方式不可比拟的优点。其具有的全天
时、全天候、全地域、中高精度、高隐蔽性、抗干扰性
强的特点［2~4］，使其逐渐成为各国在卫星、潜艇、飞
磁场信号检测误差分析及补偿算法
磁 场 信 号检 测 误 差 分 析 及 补 偿算 法
，林 克 全 赵 国荣 ， 绍 康 嵇 ，杨 飞 。
（ ．海 军航 空 工 程学 院 控 制 工程 系 ，山东 烟 台 ２４ ０ ； ．９ ２ ３ 队 ， 东 烟 台 １ ６０１ ２ １１ 部 山
２ ４０ ） ６０ １
摘 要 ： 对 载 体 自身 磁 场 特 性 及 三 轴 磁 传 感 器 误 差 特 性 建 立 了地 磁 导 航 干 扰 误 差 补 偿 模 型 ， 过对 模 型 进 行 简 化 针 通
合 方 面 也 表 现 出优 良的特 性 （ 与 惯 导 系 统 组 合 可 使 用 ， 正远 程 制 导 中 的积 累误 差 ） ③ 可 以很 好 校 ；
１ 引 言
近几 年 ， 着 地 球 物 理 学 理 论 的 深 入 发 展 ， 随 越来越多的国家开始 重视地磁 场 的测量 与应用 。
２１ ０ ２年 ４月
系 统 仿 真 技 术
Ｓ ｓｅ Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｙ ｔ ｍ ｉ ｌ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ
Ａｐ ．， ｒ ２０１ ２
第 ８卷 第 ２期
ＶＯ ． ＮＯ ２ １ ８． ．
中 图 分 类 号 ：Ｖ ２ １ ６ ４ ．
文 献 标 识 码 ： Ａ
ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｓ ｆ ｈ ｅ — ｘ ｓ ｍ ａ ｎ ｔｃ ｓ ｎｓ ｒ ｅ ｔ ｂ ｉｈｅ ｇ ｏ ａ ｎ ｔ ｎａ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｔ ｒ ｅ ｅ ｃ ｅ ｒ ｒ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔ ｏ ｔ ｒ ｅ ａ ｉ ｃ ｇ ｅ ｉ ｅ ｏ ｓａ ｌｓ ｓ ｅ ｍ ｇ ｅｉ ｃ ｖ ｇ ｔｏ ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｒ ｏ
由于 地磁 场 是 一 个 矢 量 场 ， 着 空 间 和 位 置 的变 随
基于最小二乘QR分解算法的接地网磁场重构方法及应用
2
何
重庆
为
1
（ 1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（ 重庆大学） 2. 国网河南省电力公司电力科学研究院 摘要
400044
450052 ）
现有研究中基于磁场法的接地网故障诊断需要测量大量的磁场数据，这增加了测量成本 。
由此提出了一种磁场重构的方法，以减少测量工作量 。 首先对基于磁场析，建立了磁场重构方程组 。 由于建立的重构方程组为病态方程组，因此，采用 最小二乘 QＲ（ LSQＲ） 分解算法进行求解，并与共轭梯度（ CG） 算法进行对比 。 然后通过仿真验证了该方 法的可行性，最后通过实验验证了方法的可靠性 。仿真和试验结果表明： 通过较少的测量节点（ 至少等 于接地网节点个数） 就可以重构出接地网上方地表磁场，并且在数据含有一定测量误差的情况下，基于 LSQＲ 的磁场重构结果仍与实际磁场分布较好吻合，因此能够通过重构出的磁场进行接地网腐蚀断裂等 问题的诊断 。 关键词： 故障诊断 中图分类号： TM86 磁场法 接地网 磁场重构 最小二乘 QＲ 分解
Least Square QＲ Factorization Arithmetic Based Magnetic Field Ｒeconstruction for Grounding Grid and Its Application
Yang Fan1 Dai Feng1 Yao Degui2 Kou Xiaoshi2 Dong Manling2 He Wei1 （ 1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment ＆ System Security and New Technology Chongqing University Chongqing 400044 China 2. State Grid Henan Electric Power Corporation Ｒesearch Institute Zhengzhou 450052 China） Abstract The grounding grid fault diagnosis based on the magnetic field method needs a mass of data in the existing research， which results in the increase of the measuring cost. In this paper， a new method based on magnetic field reconstruction is proposed in order to reduce the workload of the measurement. Firstly， fault diagnosis principles of the grounding grid based on the magnetic field reconstruction method are analyzed in detail and equations of magnetic field reconstruction are established. Secondly， the least square orthogonal matrix and right triangular matrix factorization （ LSQＲ ） arithmetic is used to solve the illposed equations. The results are compared with those based on the conjugate gradient （ CG ） method. Then a simulation example is used to verify the feasibility of the method and an experimental example is used to verify the reliability of the method. The results show that the surface magnetic field above the grounding grid can be reconstructed by fewer measuring nodes， i. e. no less than the number of the grounding grid nodes， and the reconstruction results based on LSQＲ are in good agreement with actual magnetic field distribution even though the measuring data contain some measurement errors. Therefore，the results can be used for the diagnosis of corrosion， cracking， and other issues within the grounding grid. Keywords： Fault diagnosis，magnetic field method， grounding grid， magnetic field reconstruction， least square orthogonal matrix and right triangular matrix factorization
土壤湿度采集节点电压补偿方法——基于最小二乘支持向量机
０ 引 言
农 田土 壤湿 度 检 测 具 有 被 测 面 积 大 、 点 多 和 观 测
通过 对 Ｅ ５土壤 湿 度 传感 器 原 理 分 析 ， 上位 机 运 Ｃ一 在 用最 小二 乘 支 持 向量 机 对 土 壤 湿 度 采 集 节 点 中 的传 感 器 非线 性 系统 进 行逆 向建模 ， Ｅ 对 Ｃ一５传 感 器 实 现
充 放 电公式 ， 电容 充 电时 间 ｔ 可表 示 为
＝Ｒ ｓｎ （ ｆ ） （ ｆ ） ｇ ｌ［ ｖ — ／ ｖ— 】 （） １
的单调增函数 。这表 明， 对某一被测土壤来说 ， ｃ一 Ｅ ５
传感 器 的输 出会 随 供 电 电压 的增 加 而增 加 。 ２ 当充 电电压 和 初始 电压 不变 时 ， ） 由式 （ ） 知 ， ５可 当土 壤 介 电常 数 ８增大 （ 土壤 湿 度 增 大 ） ， 时 由供 电 电
要 ：针 对 适 用 于 ＷＳ Ｎ土 壤湿 度 采 集 节 点 的 Ｅ ｃ一５传 感 器 对 电源 电 压 敏 感 的 问 题 ， 传 感 器 工 作 原 理 人 手 ， 从
分 析 电源 电压 引起 检 测误 差 的来 源 ， 发 现 当传 感 器 各 项 参 数 确 定 后 ， 种 误 差是 随 被 测 土 壤 湿 度 增 大 而 增 大 且 这
１ 土壤 湿度 ＷＳ Ｎ采集节 点
图 １是 土 壤 湿 度 ＷＳ 采 集 节 点 的结 构 示 意 图。 Ｎ
节点是由 Ｅ ５土壤湿度传感器 、 Ｃ一 处理单元 与无线 收 发 单 元集 成 在 一 起 的 主 芯 片 Ｃ ２３ 和 电 源 单 元 （ Ｃ ４０ ２
基于最小二乘法的BLDCM霍尔安装偏差补偿方法
关键词:无刷直流电动机;转子位置估计; 霍尔安装偏差;最小二乘法原理;正弦波电压控制 中图分类号:TM386摇 摇 文献标志码:A摇 摇 文章编号:1004-7018(2019)08-0041-04
A Compensation Method of BLDCM Hall Position Installation Deviation Based on Least Squares
摇
转子电角度能够较准确地表示实际转子电角度,最 黄
立
后,通过仿真和实验,验证了该方法的有效性。
立
1摇 BLDCM 转子位置估计方法
等 摇
基
1. 1摇 霍尔传感器安装位置偏差
于 最
图 1 为 BLDCM 霍尔传感器位置安装误差原理 小
二
图。 Ha,Hb 和 Hc 为检测 A,B,C 相反电动势的霍尔 乘
本文针对 BLDCM 三相霍尔位置传感器安装角
度偏差,提 出 了 一 种 基 于 最 小 二 乘 法 的 补 偿 算 法。
首先阐述了基于霍尔传感器的 BLDCM 驱动系统,
然后针对霍尔传感器安装偏差,说明了直接矫正方
法的缺陷与不足,提出了假设某相霍尔传感器无误
差的补偿方法,再叠加该相的补偿量,使得补偿后的
基于偏差补偿递推最小二乘法的荧光补偿方法
基于偏差补偿递推最小二乘法的荧光补偿方法荧光补偿是一种非常重要的技术,它可以改善荧光图像中存在的色彩失真问题,使荧光图像更加清晰、准确。
为了解决荧光图像中色彩失真的问题，人们提出了基于偏差补偿递推最小二乘法的荧光补偿方法。
本文将从原理、算法步骤、效果分析三个方面对其进行详细介绍。
1、原理基于偏差补偿递推最小二乘法的荧光补偿方法是一种基于全局优化的荧光补偿技术，它使用最小二乘法来拟合荧光图像中的不同颜色，从而得到荧光图像的最佳补偿结果。
它的核心思想是：首先，通过对荧光图像进行预处理，将图像的每一个像素值转换成亮度和色度的坐标，然后，在色度坐标系中，将所有像素值划分为若干个不同的“簇”，每一个簇都代表荧光图像中的一种颜色。
接着，通过最小二乘法，在每一个簇中拟合出一条直线，这条直线可以表示该簇中不同颜色之间的关系，并且通过该直线可以计算出每一个像素值的补偿值。
最后，根据每一个像素值的补偿值，重新计算荧光图像的像素值，从而达到荧光补偿的目的。
2、算法步骤（1）预处理：将荧光图像的每一个像素值转换成亮度和色度坐标；（2）对色度坐标分簇：把色度坐标系中的每一个像素值划分为若干个不同的“簇”，每一个簇代表荧光图像中的一种颜色；（3）拟合每一个簇：在每一个簇中使用最小二乘法拟合出一条直线，从而表示该簇中不同颜色之间的关系；（4）计算每一个像素值的补偿值：根据拟合出的每一条直线计算每一个像素值的补偿值；（5）荧光补偿：根据每一个像素值的补偿值，重新计算荧光图像的像素值，从而达到荧光补偿的目的。
3、效果分析基于偏差补偿递推最小二乘法的荧光补偿方法能够有效地改善荧光图像中存在的色彩失真问题，使得荧光图像更加清晰准确。
实验结果表明，该方法比传统的荧光补偿方法效果更好，可以更准确地表示荧光图像中各种颜色之间的关系，从而达到荧光补偿的目的。
此外，该方法能够更好地保持荧光图像的精确度，并可以更快地收敛到最优解。
总之，基于偏差补偿递推最小二乘法的荧光补偿方法是一种高效、准确的荧光补偿技术，能够有效地改善荧光图像中存在的色彩失真问题，使得荧光图像更加清晰准确，为荧光图像的处理提供了一种有效的方法。
px4磁罗盘校准算法 -回复
px4磁罗盘校准算法-回复磁罗盘校准算法是飞行控制系统中重要的一部分，它用于校准和修正磁罗盘的测量误差，以提高飞行器的导航和定位精度。
在PX4飞控系统中，磁罗盘校准算法是基于解析算法及最小二乘法的组合，在整个校准过程中，用户只需按照系统提示进行一系列旋转和移动操作。
本文将一步一步详细回答关于PX4磁罗盘校准算法的问题。
第一步：什么是PX4磁罗盘校准算法？PX4磁罗盘校准算法是飞行控制系统用于修正磁罗盘测量误差的一种算法。
磁罗盘是一种能够测量周围地磁场强度和方向的传感器，用于定位和导航系统中的方向估计。
然而，磁罗盘的测量值可能会受到飞行器本身磁性和周围环境磁场的干扰，导致测量误差。
PX4磁罗盘校准算法通过分析磁罗盘测量值和飞行器的姿态信息，使用解析算法及最小二乘法来估计和修正测量误差，从而提高导航和定位的精度。
第二步：PX4磁罗盘校准算法的流程是什么？PX4磁罗盘校准算法主要分为两个步骤：数据采集和校准计算。
1. 数据采集：用户需要按照系统提示，将飞行器以多种姿态进行旋转和移动。
在这个过程中，磁罗盘会测量到不同的地磁场强度和方向，并将这些数据传输到PX4飞控系统。
2. 校准计算：根据采集到的数据，系统会使用解析算法和最小二乘法对磁罗盘的测量误差进行估计和修正。
在校准计算过程中，系统会分析不同姿态下的磁罗盘测量值，结合飞行器的姿态信息，通过最小二乘法拟合出一个误差模型。
然后，根据误差模型对磁罗盘测量值进行修正，从而获得更准确的方向估计值。
第三步：PX4磁罗盘校准算法的准确性如何？PX4磁罗盘校准算法使用了解析算法和最小二乘法进行校准计算，能够从一系列不同姿态下的磁罗盘数据中准确估计和修正测量误差。
算法的准确性受到多种因素的影响，包括姿态变化范围、采样率、环境噪声等。
在实际应用中，用户需要遵循系统提示的操作步骤，并确保数据采集过程中飞行器的姿态变化充分并能涵盖整个工作空间。
此外，根据实际环境噪声情况，可能需要进行多次校准来获得更准确的结果。
条件约束最小二乘椭球拟合的微型磁力计磁干扰补偿算法[发明专利]
![条件约束最小二乘椭球拟合的微型磁力计磁干扰补偿算法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f03dc6ea0740be1e640e9a20.png)
专利名称：条件约束最小二乘椭球拟合的微型磁力计磁干扰补偿算法
专利类型：发明专利
发明人：李一兵,崔旭飞,王秋滢,郭铮,张明惠,刘凯悦,程铭,尹娟,钟万青,匡春旭
申请号：CN201810515159.5
申请日：20180525
公开号：CN108761548A
公开日：
20181106
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于条件约束最小二乘椭球拟合的微型磁力计磁干扰补偿算法。
包括步骤一：转动转台对齐微型磁力计载体坐标系；步骤二：将微型磁力计围绕载体坐标系轴、轴、轴依次旋转360°，实时采集微型磁力计输出数据；步骤三：通过建立数据点到拟合椭球的数据代数距离方程，并将微型磁力计数据组成的三维曲面约束为椭球进行最优拟合，解算磁干扰信息；步骤四：将磁干扰信息存储至卫星磁力计系统中，在使用时实时补偿磁干扰。
本发明补偿了磁干扰，提高微型磁力计测量精度，并引入约束条件进行椭球拟合，提高拟合鲁棒性，计算效率高，简单易实现。
申请人：哈尔滨工程大学
地址：150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室国籍：CN
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基于最小二乘的地磁场测量误差补偿技术
基于最小二乘的地磁场测量误差补偿技术杨宾峰;樊博宇;胥俊敏;李驰;曹海霞;张辉【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(018)006【摘要】地磁导航中获取地磁场的精确测量值是进行地磁匹配导航的前提和基础.针对实际地磁测量中磁力仪易受环境磁场干扰带来的影响补偿效果的问题,首先分析了软磁误差以及硬磁误差对磁场测量的影响效果,建立了地磁测量误差的参数化模型.采用ANSYS仿真软件,通过3对内径不同的亥姆霍兹线圈产生了3个方向的匀强磁场,从而实现了对地磁场的模拟.在此基础上,将磁力仪和干扰源建到仿真模型中,通过360°旋转磁力仪分别得到了有干扰和无干扰时的三维磁场值,然后采用最小二乘算法对模型参数进行了估计,最终实现了对磁场测量误差的补偿.仿真结果表明:该方法简单易行,简化了参数的求解过程,具有较高的误差补偿能力,地磁测量误差可以从20 000多纳特减少到几个纳特.【总页数】6页(P34-39)【作者】杨宾峰;樊博宇;胥俊敏;李驰;曹海霞;张辉【作者单位】空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;电子信息控制重点实验室,成都,610036;空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;空军工程大学科研部,西安,710051【正文语种】中文【中图分类】V249.32【相关文献】1.基于Quindos系统的三坐标测量机几何精度误差补偿技术 [J], 吕岩2.基于Quindos系统的三坐标测量机几何精度误差补偿技术 [J], 吕岩3.基于总体最小二乘的捷联三轴磁力仪标定与地磁场测量误差补偿 [J], 吴志添;武元新;胡小平;吴美平4.基于最小二乘拟合的地磁场测量误差补偿方法 [J], 范淑瑞;王晓峰;张合5.基于阻尼粒子群优化的地磁场测量误差补偿 [J], 李婷;张金生;王仕成;李冬予因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于最小二乘曲线拟合的信号调理电路误差补偿方法
2286计算机测量与控制.2009.17(11) Computer Measurement &Control设计与应用收稿日期:2009 04 15; 修回日期:2009 06 02。
作者简介:王伟斌(1981 ),男,山东人,博士研究生,主要从事自动测试系统和仿真系统的研究。
邱长泉(1984 ),男,辽宁人,博士研究生,主要从事自动测试系统的研究。
文章编号:1671 4598(2009)11 2286 03 中图分类号:T P206+.1文献标识码:A基于最小二乘曲线拟合的信号调理电路误差补偿方法王伟斌,邱长泉(北京航空航天大学电子信息工程学院,北京 100191)摘要:在自动测试系统中,常常需要信号调理模块对输出或者输入信号进行调理,而由于信号调理电路的非线性及零漂常常会大大影响系统精度,对信号调理部分的误差进行分析并进行软件补偿是很有必要的;提出了一种基于最小二乘曲线拟合方法的信号调理电路误差补偿方法,应用该方法可以得到信号调理电路的误差曲线,进行补偿后可以大大降低信号调理电路的误差,提高系统精度。
关键词:最小二乘;曲线拟合;信号调理;误差补偿Compensating Error of Signal Conditioning Circuit Basedon Least Square Curve FittingWang Weibin,Qiu Chang quan(BU A A ,Beijing 100191,China)Abstract:It is es sential to conditionin g the in put or ou tpu t signals in au tom atic test systems frequen tly.As the nonlinear and zer o shift of conditioning cir cuit influence the precision of automatic test system,compensating error of signal conditioning circuit is necessary.T his pa per introdu ces a com pens ating error m ethod based on least square curve ing this m ethod,the error cur ve could be gain ed,and then th e error could be compen sated,w hich could improve the pr ecis e of the autom atic tes t sys temKey words :leas t square;cu rve fitting;signal conditioning;compensating error0 引言在自动测试系统中,很少把传感器或来自被测系统的信号直接接入计算机的仪器模块,常常经过信号调理电路后,通过放大或者衰减等操作将传感器信号输入范围控制在数据采集板的量程之内再输入到系统中。
基于预处理总体最小二乘迭代的地磁标定补偿
基于预处理总体最小二乘迭代的地磁标定补偿周玉昆;张小跃【摘要】Aiming at the problem that geomagnetic sensor is susceptible to interference,a pre-processing total least square iteration method is proposed for calibration compensation. Error model for geomagnetic sensor is analyzed and the correction model is proposed,characteristics of model are analyzed and converted into estimation problem of nine parameters.The geomagnetic data is filtering processed by Hilbert Huang transform(HHT)to improve signal-to-noise ratio,and the nine parameters are calculated by using the combination of Newton iteration method and the least squares estimation method.The experimental results show that this method does not need additional equipment and devices,it can continuously update calibration parameters,and its compensation precision is prior to the two-step estimation method,it calibrates and compensates geomagnetic sensor error very well.%针对地磁敏感器易受干扰的特点,提出了一种预处理总体二乘迭代地磁标定补偿方法.分析了地磁敏感器的误差模型并提出校正模型,分析模型特点并转换为9个参数量的估计问题,将地磁数据进行希尔伯特黄变换(HHT)滤波处理,提高信噪比,用牛顿迭代法结合最小二乘估计计算待求的9个参数.实验结果表明:方法无需额外设备与器件,可以持续更新校正参数,且优于两步估计法的补偿精度,很好地标定补偿了地磁敏感器.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2018(037)005【总页数】4页(P44-46,50)【关键词】地磁敏感器;预处理总体二乘迭代法;校正模型;标定补偿;筛选算法【作者】周玉昆;张小跃【作者单位】北京航空航天大学仪器光电学院,北京100191;北京航空航天大学仪器光电学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TM9370 引言地磁测量所使用的三轴地磁敏感器在工作中，除了受传感器误差与安装误差的影响，极易受到载体本身与临近铁磁材料的干扰，产生固定磁场和感应磁场[1]，严重降低地磁敏感器信号的有效性，导致姿态测量含有较大误差。
地磁信号检测系统误差分析与补偿方法研究
ｎｏｎｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ ａｎｄ ｍｉｓ・
ｓｅｎｓｏｒ．
ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｅｒｒｏｒｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｈａｒｄ—ｉｒｏｎ ａｎｄ ｓｏｆｔ—ｉｒｏｎ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ；ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｎｓｏｒ；ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；ｅｌ・ ｌｉｐｓｏｉｄ ｆｉｔｔｉｎｇ
Ｂ＝Ｃ叫Ｆ“一Ｃ～０＝Ｇ（Ｆ１—０），
５地磁检测系统误差校准与补偿试验
为验证椭球拟合校准方法的有效性，选较空旷 地域，首先应用高精度三轴磁通门磁测系统测量某 点的磁场强度，其平均值为５３
６７０
ｎＴ．固定地磁信
号检测模块在小型手动三轴无磁转台上，使磁测系 统在三维空间旋转，实时记录磁测系统输出，试验时 在磁测系统周边人为加上干扰磁场。试验条件及数 据如表２所示。
作者简介：黄学功（１９７０一），男，副研究员。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｘｍ２０４＠１６３．ｃｏｒｎ； 王炅（１９６４－－）．男，教授，博士生导师
万方数据
３４
兵
工
学
报
第３２卷
响，传统的干扰场抑制和补偿方法受各种条件的限 制，有的只能校准硬磁干扰，有的只能校准软磁干 扰，很多方法只能在平面内对二维磁传感器进行校 准¨“１。本文在分析了地磁信号检测系统误差来源 的基础上，研究了椭球拟合方法在三轴磁传感器误 差补偿与校准方面的应用。对三维空间磁测数据进 行校准，以得到能反映当地地磁场特性的地磁数据。
式中：矩阵Ｃ由３个矩阵的乘积得到，即
Ｃ＝ＣｓＣ６ｑ＝１
厂ｌ
８：
姿态检测地磁传感器误差分析与补偿方法
姿态检测地磁传感器误差分析与补偿方法龙礼;张合;刘建敬【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2013(000)001【摘要】针对磁环境下的地磁传感器测量精度不足的问题，为了补偿地磁传感器存在的各种误差，在分析地磁传感器的自身误差和环境干扰误差的基础上，建立了地磁传感器误差校正模型，利用最大似然估计法将误差校正模型转化成多项式最小二乘拟合的基本方程形式，提出了基于QR因子分解法的补偿系数快速解算方法。
分别求取仿真误差模型和实验误差模型的补偿系数，然后对地磁场矢量进行校正。
结果表明，校正后的磁场强度和实际磁场强度基本一致，滚转角精度提高了近5倍，能够满足相关需求。
%In view that the measuring precision of magnetic sensor was insufficient in magnetic environment, a magnetometer error calibration model was built based on the analysis of its own errors and environmental disturbance errors. The error correction model was transformed into a basic form of polynomial least squares estimate equation by using maximum likelihood estimate. A fast way for compensating coefficients was presented based on the QR factor decomposition method. Compensation coefficients by the simplified error model and by the actual error model were obtained and used to correct the magnetic field vector respectively. The results show that the corrected magnetic field intensity and the actual magnetic field intensity werebasically agree, and the accuracy of the roll angle was improved nearly five times, meeting the related requirements.【总页数】4页(P80-83)【作者】龙礼;张合;刘建敬【作者单位】南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室，南京 210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室，南京 210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室，南京 210094【正文语种】中文【中图分类】TJ430.1【相关文献】1.基于地磁传感器的末敏弹姿态解算方法 [J], 周连成;刘荣忠;郭锐;2.倾斜补偿式地磁传感器的设计与误差补偿方法 [J], 金海红;吴东升;田柳;范之国3.姿态检测地磁传感器静态校正技术 [J], 刘建敬;张合;丁立波4.基于地磁传感器解算旋转体姿态的方法 [J], 邵伟平; 孙林; 张嘉易; 郝永平; 杨超5.基于地磁传感器解算旋转体姿态的方法 [J], 邵伟平; 孙林; 张嘉易; 郝永平; 杨超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于总体最小二乘的捷联三轴磁力仪标定与地磁场测量误差补偿
基于总体最小二乘的捷联三轴磁力仪标定与地磁场测量误差补
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吴志添;武元新;胡小平;吴美平
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】2012(033)010
【摘要】提出了一种磁力仪标定与地磁场补偿一体化的方法.对捷联三轴磁力仪的测量过程进行误差分析,建立包含磁力仪标定误差与地磁场测量误差的参数化模型.针对测量噪声的分布特性,采用基于总体最小二乘(TLS)算法对模型的参数进行了估计.仿真结果与实验结果均表明,与传统的基于最小二乘(LS)方法相比,基于TLS算法的参数估计精度更高,能够获得更好的补偿效果.
【总页数】8页(P1202-1209)
【作者】吴志添;武元新;胡小平;吴美平
【作者单位】国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073;国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073;国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073;国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073
【正文语种】中文
【中图分类】V249.32
【相关文献】
1.三轴转台误差对光纤捷联惯组陀螺标定精度的影响 [J], 胡梦纯;魏莉莉;傅长松
2.基于截断总体最小二乘算法的车载三轴磁力仪标定 [J], 张滢;杨任农;李明阳;左家亮;陈星伊
3.圆锥误差补偿算法在三轴激光捷联惯导系统中的应用 [J], 刘道静;李立新;郑辛;纪志农
4.基于联合估计迭代算法的三轴磁力仪标定补偿方法 [J], 孙欢;杨宾峰;管桦;王润
5.捷联陀螺动态误差系数的正交三轴速率试验标定及其试验设计 [J], 姜复兴;王卫阳;吴广玉
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磁场信号检测误差分析及补偿算法
磁场信号检测误差分析及补偿算法赵国荣;嵇绍康;杨飞;林克全【期刊名称】《系统仿真技术》【年(卷),期】2012(8)2【摘要】针对载体自身磁场特性及三轴磁传感器误差特性建立了地磁导航干扰误差补偿模型,通过对模型进行简化变形,利用系统辨识的最小二乘估计算法(LS)求取误差特性参数.数据分析表明:该方法简单易实现,简化了复杂的求解过程,基本达到了误差补偿的要求.%The article aiming at the carrier' s own magnetic field characteristics and the error characteristics of three-axis magnetic sensor establishes geomagnetic navigation interference error compensation model. Though simplify the deformation, it uses least squares estimation algorithm of system identification model to strike algorithm error parameters. Data analysis show: the method is simple and easy to implement,to simplify the processing of complexity solving,and mainly achieving the error compensation requirements.【总页数】5页(P153-157)【作者】赵国荣;嵇绍康;杨飞;林克全【作者单位】海军航空工程学院控制工程系,山东烟台264001;海军航空工程学院控制工程系,山东烟台264001;91213部队,山东烟台264001;91213部队,山东烟台264001【正文语种】中文【中图分类】V241.6【相关文献】1.无位置传感器无刷直流电机转子位置检测误差分析及其补偿 [J], 林明耀;李强;杨沛骐2.智能型铝轮精密检测机检测误差分析及误差分离与补偿技术的研究 [J], 孙慧平;余红娟;徐新民3.反电动势法无刷直流电动机位置检测误差分析及补偿 [J], 张扬;卢旺;孙昌志4.地磁信号误差模型分析及补偿算法∗ [J], 嵇绍康; 高艳丽5.冷轧带钢板形检测误差及异常信号补偿模型 [J], 杨利坡;于丙强;李荣民;刘宏民;杜长征因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于最小二乘法的磁力计误差补偿与校准
基于最小二乘法的磁力计误差补偿与校准刘宇;陈永炜;路永乐;丁其星;李瑶【期刊名称】《导航定位与授时》【年(卷),期】2018(005)001【摘要】磁力计在行人自主导航系统中用于提供绝对航行信息,而航向的精度直接决定着系统定位的精度.针对目前磁力计标定方法中存在磁干扰等问题,提出了一种基于最小二乘法和“8”字校准法对磁力计零偏进行实时校准的方法.该方法先利用最小二乘法修正磁力计零偏,再根据磁力计的模值大小及方差作为磁干扰的判断条件,用“8”字旋转方式进行实时校准.通过仿真和实验验证,新的方法有效地解决了磁力计误差补偿问题,证明了改进误差补偿算法的可行性和有效性.【总页数】5页(P17-21)【作者】刘宇;陈永炜;路永乐;丁其星;李瑶【作者单位】重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室,重庆400065;重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室,重庆400065;重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室,重庆400065;重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室,重庆400065;重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TN384【相关文献】1.基于极大似然估计法的磁力计误差补偿算法 [J], 刘宇;吴林志;路永乐;陈俊杰2.一种基于最小二乘法和RBF神经网络的多步误差补偿方法 [J], 孟红波;王昌明;包建东;边鹏3.基于最小二乘的多旋翼无人机磁力计动态校准 [J], 王木华;苏成悦;朱文杰;蔡则鹏;任开众;陈元电;徐胜4.基于最小二乘法和卡尔曼滤波算法的平面电子罗盘误差补偿方法研究 [J], 李蓉; 张一帆; 杨薇薇5.基于移动最小二乘法的机载SAR成像运动误差补偿方法 [J], 薛濛;谭维贤;徐伟;张振华;黄平平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｇ ｅ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ；ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ；ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｌ ｅ ａ ｓ ｔ ｓ ｑ ｕ ａ ｒ ｅ ｆ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ
三 轴 地磁 场 测 量 误 差 模 型
１ ． １ 地磁 场 测量 误差 分析
传感器 ， 才 能 够 测 量 出地 磁 场 矢 量 的大 小 和方 向 。
但是 ， 由于制造 技术 和 工艺水 平 的限制 ， 各个 磁传 感 器之 间不 可 能完全 正 交 ， 并 其 各 自的 性 能也 存 在 差
连 续分 布且 非常稳 定 ， 可作 为载 体 导 航 和 姿 态 检测
技 术 的理想 基准 。磁传 感器 作 为测量 地磁 场 的敏感
元件 ， 具有体积 小、 响应快、 成 本低 、 抗 高 过 载 等优
点， 因此地 磁导航 技 术 在 军 事 领域 和 国 民经 济 生 活 中都得 到非 常广 泛 的应用 ［ １ பைடு நூலகம்。 地 磁 场 是矢 量 场 ， 需 要 采用 多 个 正 交配 置 的磁
Ｅ ７ ３ 虽 然省 去 了转 台 ， 但 是其 需要 依赖 磁 罗盘 的六 个
０ 引言
地 磁场 是 天 然存 在 的物 理场 ， 在地 球 近 地 空 问
立方 体平 面提 供方 向基 准 。这两 种方 法 都无 法摆 脱
对外 部基 准 的依赖 ， 不 可避 免 地 引 入 对 准 误 差 和 安 装误 差 ， 并且 补偿 过程 也较 为 复杂 。 为 了能够 不 依 赖外 部 基 准 ， 准 确 方 便地 实 现 对 地 磁场测 量 系统 误 差 的 补偿 ， 提 出 了基 于最 小 二 乘 拟 合 的地磁 场测 量误 差补偿 方 法 。
ＦＡＮ Ｓ ｈ ｕ ｒ ｕ ｉ ，Ｗ ＡＮＧ Ｘｉ ａ ｏ ｆ ｅ ｎ ｇ，ＺＨ ＡＮＧ Ｈｅ
（ Ｚ ＮＤ Ｙ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
范淑 瑞 ， 王 晓峰 ， 张 合
（ 南 京理工 大 学智能 弹药 技术 国防重点 学 科实 验室 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ４ ）
摘 要 ： 为了能够不依赖外部基准实现对地磁场测量系统误差的补偿， 提出了基于最小二乘法的地磁场测量
误 差补偿方法 。实验表 明， 对 地磁 测量 系 统 的输 出数 据进 行 校 正效 果 明显 ， 补 偿 之后 系 统 的均方 根 误差 由 ４ ２ ６ ７ ｎ Ｔ减小到 ２ ２ ４ ｎ Ｔ， 补偿方法能够快速方便地 消除地磁 场测量系统 的误差 。
关键 词 ： 地磁场； 测量； 误差补偿 ； 最小二乘拟合 中图分 类号 ： Ｔ Ｊ ４ １ ３ ． ６ 文献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ８ — １ １ ９ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ０ ４ ０ ． ０ ４ Ｅｒ ｒ ｏ ｒ Ｃｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｇｅ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｆｉ ｅ ｌ ｄ Ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｍｅ ｎｔ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
第３ ５卷 第 ４期
２ ０ １ ３ 年 ８月
探 测 与 控 制 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ＆ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． ４ Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ３
基 于 最 小 二 乘 拟 合 的 地 磁 场 测 量 误 差 补 偿 方 法
ｅ ｎ ｃ ｅ ，ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ａ ｎ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｄ ｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｌ ｖ ｉ ｎ ｇ，ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｎ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｌ ｅ ａ ｓ ｔ ｓ ｑ ｕ ａ ｒ ｅ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ． Ｒｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ｏ ｔ ｍｅ ａ ｎ ｓ ｑ ｕ ａ ｒ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｄ ｅ — ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ４ ２ ６ ７ ｎ Ｔ ｔ ｏ ２ ２ ４ ｎ Ｔ．Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｑ ｕ ｉ ｃ ｋ ｌ ｙ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｉ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ａ ｓ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｏ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｇ ｅ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ｌ ｐ ｏ ｆ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ —