磁场信号检测误差分析及补偿算法

由 图 １可 以 看 出 ， 磁 导 航 需 要 实 时 获 得 高 地 精 度 、 分 辨 率 的 地 磁 场 信 息 ， 而 ， 装 在 载 体 高 然 安 上 的传 感 器 所 测 量 的 磁 场 信 息 除 了 含 有 地 磁 场 以外 还 有 载 体 自身 产 生 的 恒 磁 磁 场 以 及 载 体 中 软磁材 料 被 地 磁 场磁 化 而 产 生 的激 磁 磁 场 ， 同 时 ， 传感 器 本 身 制 造 误 差 也 是 一 个 重 要 的影 响 磁 因素 。 因而 如 何 从 复 杂 的 载 体 磁 场 环 境 中 提 取
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
变形 ， 用 系 统 辨 识 的最 小 二 乘 估 计 算 法 （ Ｓ 求 取 误 差 特 性 参 数 。数 据 分 析 表 明 ： 方 法 简 单 易 实 现 ， 化 ｒ复 杂 利 Ｌ） 该 简 的 求 解 过 程 ， 本 达 到 了误 差 补 偿 的要 求 。 基 关 键 词 ： 磁 导 航 ；误 差 补偿 模 型 ； 小 二 乘 估 计 算 法 地 最
ｃ ｍ ｐ ｎ ａ ｉ ｎ ｒ ｑ ｉｅ ｅ ｔ ． ｏ ｅ ｓ ｔ ｅ ｕｒｍ ｎｓ ｏ
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｇ ｏ ａ ｅｉ ａ ｉ ａｉ ｎ；ｅ ｒ ｒｃ ｅ ｍ ｇｎ ｔｃ ｎ ｖ ｇ ｔｏ ｒｏ ｏｍｐｅ ａ ｉｎ ｍ ｏ ｅ ；ｌａ ｔｓ ｕａｅ ｓｉ ａｉ ｎ ａｇ ｒｔ ｍ ｎｓ ｔ ｏ ｄ ｌ ｅ ｓ ｑ ｒ ｓ ｅ ｔ ｍ ｔｏ ｌ ｏ ｉ ｈ
Ｍａ ｎ ｔ ｇ ａ ｔ ｃｉｎ Ｅｒ ｒ ａｙ ｉ ａ ｄ Ｃｏ ｅ ｓ ｔ ｎ Ａｌｏ ｉ ｍ ｇ ｅ ｉ Ｓｉｎ ｌ ｃ Ｄｅ ｅ ｔ ｒ ｏ ｏ Ａｎ ｌｓｓ ｎ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｇ ｒ ｈ ｏ ｔ
Ｚ ＡＯ Ｇ ｏ ｏ ｇ ， ｌ Ｓ ａ ｋ ｎ Ｙ ＮＧ Ｆ ｉ ， Ｉ ｑ ａ Ｈ ｕ ｒ ｎ Ｊ ｈ ｏ ａ ｇ ， Ａ ｅ Ｌ ｌ Ｋｅ ｕ ｎ Ｙ
由于 地磁 场 是 一 个 矢 量 场 ， 着 空 间 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 位 置 的变 随
地 实 现 载 体 跨 水 域 或 平 原 等 地 貌 特 征 极 少 的 地
区 运 行 ； 可 实 现 变 轨 制 导 ， 高 导 弹 的 突 防 ④ 提
能力 。 地 磁 匹 配 导 航 原 理 图 如 图 １所 示 。
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 。
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
（ ． ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｏ ｔ ｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ，Ｎａ ａ ｒｎ ｕｉａ ｎ ｔ ｎ ｕｉａ ｉｅｓｔ １ Ｄｅ ａｔ ｎ ｆＣ ｎｒ ｇｎ ｅｉｇ ｏ ｖｌＡｅｏ ａ ｔ ｌａ ｄ Ａｓｒ ａ ｔ ｌＵｎｖ ｒｉ ｃ ｏ ｃ ｙ，Ｙａ ｔｉ２ ４ ０１，Ｃｈｎ ｎａ ６ ０ ｉａ
２ Ｔ ｅ９ ２ ３ Ｕ ｉ ｏ Ｌ ． ｈ １ １ ｎｔ ｆ Ａ，Ｙ ｎａ ２ ４ ０ ， ｈｎ ） Ｐ ａ ｔｉ ６ ０ １ Ｃ ｉａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ａ ｔ ｌ ａｍ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｃ ｒｉ ｒ’ ｓ ｏ ｎ ｍａ ｎ ｔ ｆｅ ｄ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｒ ｒ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｒｉ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ａ ｒｅ ｃ ｗ ｇ ｅｉ ｃ ｉｌ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｎ ｈ ｒｏ
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
ｃ ｍ ｐ ｎ ａｉ ｎ ｍ ｏ ｅ ．Ｔｈ ｕｇ ｓｍ ｐ ｉｙ ｈ ｄｅ ｏ ｍ ａｉ ｎ，ｉ ｏ ｅ ｓｔ ｏ ｄ １ ｏ ｈ ｉ ｌｆ ｔ ｅ ｆ ｒ ｔｏ ｔ ｅ ｌ ａ ｔ ｑ ｒ ｓ ｓｉ ａｉ ｎ ｌ ｏ ｉ ｍ ｏ ｕｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｕａ ｅ ｅ ｔｍ ｔｏ ａｇ ｒｔ ｈ ｆ ｓ ｓｅ ｉ ｎ ｉｉ ａｉ ｎ ｍ ｏ ｌｔ ｔｉ ｅ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｒｏ ｒ ｍ ｅｅ ｓ Ｄａａ ａ ａｙｓｓｓ ｏ ：ｈ ｅｈ ｄ ｉ ｉ ｐ ｅ ｙ ｔｍ ｄｅ ｔｆｃ ｔｏ ｄｅ ｏ ｓｒｋ ｌ ｏ ｉｈ ｅ ｒ ｒｐａａ ｔｒ ． ｔ ｎ ｌ ｉ ｈ ｗ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏ ｓｓｍ ｌ ａ ｄ ｅ ｓ ｏ ｉ ｎ ａ ｙ ｔ ｍｐｌｍ ｅ ｔ ｔ ｉ ｌｆ ｈ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｏ ｏ ｐｌｘ ｔ ｏｖｉ ｅ ｎ ，ｏ ｓｍｐ ｉｙ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｆ ｃ ｍ ｅ ｉ ｓ ｌ ｎｇ， ｎ ａ ｎｙ ａ ｈ ｅ ｉ ｇ ｔ ｅ ｅ ｒ ｒ ｙ ａ ｄ ｍ ｉ ｌ ｃ ｉｖ ｎ ｈ ｒｏ