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《磁航向测量系统误差修正方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第25卷第4期仪器仪表学报2004年8月X磁航向测量系统误差修正方法研究12杨新勇黄圣国1(南京航空航天大学自动化学院南京210016)2(南京航空航天大学民航学院南京210016)摘要介绍了磁航向测量系统的设计,分析了影响磁航向精度的误差来源及目前磁航向误差补偿算法存在的问题。在此基础上提出一种基于椭圆最佳二乘拟合的新算法,对现有的磁航向误差补偿算法加以改进。试验结果表明,该补偿算法在不以增加硬件复杂度和软件计算量为代价的前提下,能够很好地修正软硬磁场引起的磁航向误差,提高了磁航向测量系统的完整性与实用性。关键词导航磁阻传感器最佳椭圆拟合误差补偿
2、StudyofErrorCompensationMethodforMagneticHeadingMeasurementSystem12YangXinyongHuangShengguo1(CollegeofAutomationEngineering,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing210016,China)2(CollegeofCivilAviation,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing210016,China)
3、AbstractThedesignofamagneticheadingmeasurementsystemisintroduced.Theerrorsourceswhichaffectheadingaccuracyandtheproblemsofcurrentcompensationalgorithmarediscussed.Further,anewcompensationalgorithmbasedonellipse-specificfittingmethodispresented.Theexperimentalresultsshowthatthi
4、salgorithmiseffectivefortheimprovementofaccuracy,integrityandpracticabilityofthemagneticheadingmeasurementsystem,withoutincreasingthecostofhardwareandthecomplexityofsoftware.KeywordsNavigationMagnetoresistivesensorEllipse-specificfittingmethodErrorcompensation因此,磁罗盘系统的航向误差补偿技术
5、得到了广泛关[2]1引言注。目前的补偿方法主要有依靠速率传感器或[3]GPS的补偿法;视航向误差为航向的函数,从而建立[4～6][7]导航系统在包括飞机、舰船、车辆在内的各个领域误差查询表的补偿法;采用预滤波技术的补偿法得到了广泛的应用。传统的自主式导航设备如惯性导等。但以其它传感器或定位系统实现磁罗盘误差补偿,航,捷联惯性导航系统等一般体积庞大,价格昂贵,导无疑会增加系统复杂程度和硬件成本;而在以“磁罗盘航误差随时间积累,且在其进入导航计算之前还需要+里程计”实现航位推算(DeadReckon)技术的智能车进行相当复杂、细致的初始对准工作。与惯性
6、导航系统辆导航定位系统中,磁罗盘与GPS常处于非并行工作相比,磁罗盘系统造价低,能够自动寻北,定向精度能状态;另外,考虑到小型磁罗盘系统不可能配置高性能满足一般载体的定向要求。但是,该类系统易受外界磁的导航计算机,相对复杂的滤波算法和数学计算往往场干扰,成为制约其应用的主要障碍。有资料表明:当难以工程实现。车辆沿一座钢铁桥梁直行时,角速率陀螺指示的航向针对传统磁罗盘误差补偿技术的实现存在结构复[1]变化很小,而磁罗盘指示的航向变化幅度超过100°。杂或计算量大等问题,本文在分析磁罗盘工作原理的X本文于2002年10月收到。第4期磁航向测量系统误差修
7、正方法研究467基础上,构建了一种实用的小型磁航向测量系统,并综7=arctanûHy/Hxû(2)合考虑外界磁场对系统的干扰,引入最佳椭圆二乘拟合(ESFM)概念,以实现磁航向测量系统的误差补偿。3航向角误差分析与现有的补偿技术相比,该方法具有航向误差修正效果明显、修正过程简便易行、计算量小、无需增加任何在没有任何干扰磁场的理想情况下,Hx,Hy应服辅助器件等优点,非常适用于车辆,无人机等对航向精从圆心位于坐标原点的正圆分布。当系统固定在载体度有一定要求,同时对系统外形尺寸有较严格限制的上后,航向角测量结果会受到周围铁磁物质的影响。干场合。扰磁场
8、由硬铁磁场和软铁磁场两部分组成:(1)硬铁磁场由矫顽磁力较大的铁磁材料和电器设备产生,其大2系统组成及测量原理小和相对于载
