张俊生,冯 波,王志兴,管 军

(南京理工大学 理学院,江苏 南京 210094)

磁阻传感器的地磁信号干扰研究和修正

张俊生,冯 波,王志兴,管 军

(南京理工大学 理学院,江苏 南京 210094)

针对地磁场信号很微弱造成的与弹体横截面采集的两路正交地磁信号直接相关的滚动角值很容易受到弹体环境干扰的问题,对此两路正交地磁信号进行了干扰影响分析及其修正算法研究,介绍了有局限性的椭圆拟合的误差补偿算法。在此基础上,提出了一种相位修正的算法,通过对方位检测系统的地面仿真测试数据和实弹飞行实验数据进行算法验证研究,证明了该算法可有效消除干扰,能够一定程度上消除地磁信号的干扰,对提高滚动角的解算精度具有实用价值。

滚动角;磁阻传感器;方位检测系统;椭圆拟合;相位修正

Abstract:Rolling angle collected by the cross section of missile is directly related to the two orthogonal geomagnetic signals,and it is easy to be disturbed by the environment because of the weak geomagnetic signal.Aiming at this problem,the interference and correction algorithm were analyzed.An ellipse-fitting compensation algorithm was introduced.On this basis,the phase correction algorithm was proposed.The ground simulation test data on the orientation detection system and the real data of bullet were tested and verified.The result shows that the algorithm can eliminate the interference and reduce the impact of interference,and it is of practical value to improve the measurement accuracy of geomagnetic signal and the accuracy of attitude parameters.

Keywords:rolling angle;magnetoresistive sensor;azimuth measurement system;ellipse-fitting;phase correction

导航系统在飞行体、舰船、车辆等领域得到了广泛的应用,传统的导航方法利用陀螺技术,但飞行体在应用惯性器件测量姿态时,高过载、高量程、高成本、小体积等问题使得惯性器件受到一定的限制[1]。与惯性导航系统相比,地磁场是天然的矢量场[2],借助地磁方位传感器来实现小型高强度飞行体导航具有很大的优势。在我国境内,地磁总量在40～60 μT之间[3],地磁场的强度比较弱,因此地磁导航也很容易受到飞行体内部结构及试验环境的干扰,本文对这些在实际情况中遇到的问题进行深入研究,重点介绍硬磁干扰、软磁干扰、安装误差和非正交误差对地磁测量精度的影响及减少干扰的修正算法研究。……