潘惠坤, 李胜, 钱晨, 季蔡娟, 徐振

(南京理工大学自动化学院, 210094, 南京)

地球磁场是地球系统的基本物理场之一,因为其无源、稳定且与地理位置有关的优点,利用其进行导航的地磁匹配导航技术受到了学者们的关注[1-4]。与其他辅助导航技术相比,地磁匹配导航技术具有无源自主、误差不随时间累积、全天候、隐蔽性强、连续导航、适用范围广的优点[5]。获取高精度的地磁数据是地磁匹配导航的关键之一,决定着导航的精度。

三轴磁传感器进行地磁场强度测量时,磁场数据不可避免的会包含误差和异常值。误差可以分为磁测系统误差和外界磁干扰两类。磁测系统误差包括三轴磁传感器自身的误差(三轴磁传感器在制造过程中的零偏误差、非正交误差、刻度因子误差等)以及磁测系统的安装误差[6],外界磁干扰包括传感器周围的载体磁场及磁日变磁场等干扰信息。这些误差使得磁传感器测得的数据无法直接用来进行地磁匹配,需要对测量值进行校准。因此,需要研究高精度的磁传感器误差补偿算法。

常用的磁传感器误差校准方法分为辅助矢量校正方法和独立标量校正方法两类。辅助矢量校正方法通过与已知的磁矢量场比较从而对磁传感器数据进行辅助校正参考[7-8]。然而,在实际应用中,难以获取高精度的已知磁场矢量。独立标量校正法则可以避免该缺点,通过三轴磁传感器在恒定磁场内旋转,以合成总场是固定值作为约束条件对其进行校正。……