地磁测量模块系统误差补偿方法研究.pdf

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1、第５期（总第２０４期）机械工程与自动化No．５２０１７年１０月MECHANICAL_ENGINEERING_&_AUTOMATIONOct．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１７）０５‐０１３３‐０３地磁测量模块系统误差补偿方法研究郭刚强，高_鹏，王_龙（西安微电子技术研究所，陕西_西安_７１００５４）摘要：系统误差是影响地磁测量模块工程化应用的关键问题，为了提高解算滚转角的精度，需要对系统误差进行补偿。对零偏误差、灵敏度误差、正交误差等主要系统误差的产生机理进行了分析，提出了相应的软件补偿方案。

2、在转台环境下，通过实验验证了该补偿方法的有效性。关键词：误差机理；误差补偿；地磁测量模块中图分类号：TJ７１４∶TP２７３___文献标识码：A0_引言零偏误差、灵敏度误差、正交误差、安装误差、测量误滚转角是描述空中飞行物体姿态的重要参数之差、环境磁场影响误差、环境温度影响误差、放大误差、一，滚转角的精确测定为空中飞行物体的姿态控制和AD采样误差等。这些误差的存在会使X轴和Y轴导航提供了重要的依据。的输出对应关系不严格是圆心在原点的正圆，因此，需若要对火箭弹进行弹道控制，首先需要弹体测量要采取相应的

3、措施来消除这些不利影响，以提高地磁系统测量出弹体的运动信息。由于火箭弹转速较快，测量模块的解算精度。通常可达到１０r／s以上，惯导系统无法正常工作，火箭安装误差是地磁测量模块在安装过程中，两条敏弹滚转角的获取是一大难点。磁测传感器由于自身的感轴所在平面与弹轴方向不严格垂直导致的，在弹体性能优势，非常适用于测量高速旋转飞行体的滚转角。运动过程中，地磁测量模块敏感平面受力弯曲也会产1_地磁测量模块误差分析生该误差，可通过提高安装精度，并使用强度较高的材以二维磁测传感器为核心研制的地磁测量模块，料作为磁

4、传感器的安装平面来解决该问题。地磁测量在没有误差的情况下，以X轴的输出为横坐标、以Y模块的测量误差是由传感器出厂时的精度决定的，只轴的输出为纵坐标作图，可以在坐标轴上映射出一个能通过选用更高精度的传感器来减小该项误差。弹体圆心在原点的正圆，如图１所示。在高空飞行的过程中，周围磁场一般比较稳定，环境磁场误差可以忽略。并且弹体飞行时间一般较短，可认为地磁测量模块温度保持不变，因此可不考虑环境温度的影响。磁传感器输出信号的放大误差，主要是由放大电路中的匹配电阻决定的，选用高精度的电阻，可以有效减小放大误

5、差的影响。为了减小AD采样误差，可以选用高精度的AD转换芯片。图１_无误差时传感器敏感轴输出对应关系通过以上分析可知，地磁模块在工程应用中需要图１中，ox轴和oy轴分别是理想情况下地磁测补偿的误差主要有零偏误差、灵敏度误差、正交误差，量模块传感器的x轴和y轴方向，ox轴与oy轴严格这些误差是在生产磁传感器的过程中就已经固有存在正交；OX轴和OY轴分别是实际情况下地磁测量模了，并且具有明显的个体差异性。块传感器的X轴和Y轴方向。在无误差条件下，实际１．１_零偏误差的XOY坐标系与理想的xoy坐标系完

6、全重合，并且如果敏感轴上的磁场强度为０高斯，而传感器的｜Xmax｜＝｜Xmin｜＝｜Ymax｜＝｜Ymin｜。其中：Xmax为地磁实际输出不为０时，则会带来零偏误差。零偏误差示测量模块X轴输出最大值；Xmin为地磁测量模块X轴意图如图２所示。输出最小值；Ymax为地磁测量模块Y轴输出最大值；X轴和Y轴的零偏分别为：Ymin为地磁测量模块Y轴输出最小值。Xmax＋XminX＝，地磁测量模块在工程应用中主要存在以下误差：２收稿日期：２０１７‐０２‐２１；修订日期：２０１７‐０６‐３０作者简介：郭刚强（

7、１９９２‐），男，陕西西安人，在读硕士研究生，从事计算机科学与技术的研究。·１３４·机械工程与自动化_______________２０１７年第５期_Ymax＋Ymin序，得到更新后的数组Data＿BUFx［１００］；将EY＿orthY＝Δ．２［１００］中的元素按照Mey的大小从大到小排序，得到修正零偏之后X轴和Y轴的输出为：更新后的结构体EY＿orth［１００］。X＝Xout－X，Δ（４）新生成两个５０个元素的一维数组Ex＿max＿Y＝Yout－Y．Δbuf［５０］、Ex＿min＿buf［５０］，

8、将Data＿BUFx［１００］中的其中：Xout为地磁测量模块X轴原始输出；Yout为地磁前５０个数存在Ex＿max＿buf［５０］中，将Data＿BUFx测量模块Y轴原始输出。［１００］中的后５０个数存在Ex＿min＿buf［５０］中。（５）新生成两个５０个元素的结构体Ey＿max＿ar‐ray［５０］、Ey＿min＿array［５０］，将EY＿orth［１００］中的前５０个元素存在Ey＿max＿array［５０］中，将EY＿orth［１００］中的后５０个元素存在Ey＿min＿a