基于绝对磁场测量的磁通门磁强计在轨标定方法研究

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1、图幽中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文作者姓名：韭笪堕指导教师：奎磊巫宜虽主国科堂院国塞窒间型堂主!坠学位类别：亟±堂焦学科专业：窒闻物理堂培养单位：主国抖堂瞳国塞窒闻科堂主!坠2013年4月ByZhangZhenqiADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofSpacePhys

2、icsNationalSpaceScienceCenter,ChineseAcademyofSciencesApril，2013㈣㈣445㈣独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他人己发表或撰写过的材料，也不包含为获得其它教育机构的别种学位或证书而大量使用过的材料。与我一同工作的人对本研究所做的任何贡献己在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：塑!!：生关于论文使用授权的说明本人完全了解培养单位有关保留、使用学位论文的

3、规定，即：培养单位有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；培养单位可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。签名：见证人：圣母幺逸!同期：兰!!：仝摘要磁通门磁强计是一种传统的高灵敏度磁场矢量探测器，在空间探测领域有着广泛的应用，但是由于受加工工艺和安装工艺水平的限制，实际使用中磁通门磁强计的三个磁轴不可能严格正交，三个方向的测量转换系数也不可能完全一致，此外磁通门磁强计还会受真空环境、辐射等一些因素影响，产生零点漂移。因而单纯使用磁通门磁强计时只能关注磁场的相对变化，但是仅用磁通门磁强计实现

4、每个方向的高精度测量则非常困难。为了使磁通门磁强计克服其自身的缺陷，适应磁场监测和磁场测绘等高精度测量任务的需求，就需要对磁通门磁强计的非正交性、测量转换系数的不一致以及零点的漂移进行参数的在轨标定。本文利用绝对标量磁强计，并采用一种改进的最小二乘标定算法，通过不断的迭代实现对磁通门三轴正交性和零点漂移的修正。结果表明，在考虑了磁强计本身噪声水平的实际情况下，磁通门磁强计的误差可由～lOOnT修正到lnT以内，并且符合理论推导的结果。因此，该算法为卫星在轨的高精度磁场测量提供了一种可行性方法。关键词：磁通门磁强计、高精度、地磁测量

5、、在轨标定、标定算法ABSTRACTFluxgatemagnetometer,whichhasbeenwidelyappliedinspaceexploration，isatraditionalhighsensitivitymagneticfieldvectordetector．However,duetotherestrictionsofprocessingtechnologyandinstallation，thethreeaxesoffluxgatemagnetometercannotbestrictlyorthogonalan

6、dthesensitivitiesinthreedirectionscanalsonotbethesamewhenitiSusedinactualdetecting；furthermore。infuencedbyvacuumenvironment，radiationandotherfactors，thereisdifferentoffsetsinthreedirections．Therefore，whenweonlyusefluxgatemagnetometer,wejustfocusontherelativechangeofma

7、gneticfieldanditisdifficulttogethighprecisionmeasurementofthemagneticfield．Inordertosolvethisproblemandtomeettheneedsofhigh-precisionmeasurementofmagneticfieldmonitoringandmapping，weneedtodeterminethealignment，sensitivity,andoffsetofthefluxgatemagnetometerinorbitinste

8、adofontheground．Firstly,thisarticlegivesthetheoreticalerrorofthecalibrationmodelfromtheperspectiveoftheoreticalderivation，wh