叶 鑫,赵忠华,金昱冏,罗忠渝

(上海交通大学 电子信息与电气工程学院,上海 200240)

0 引言

随着导航技术在无人机、智能汽车等领域的不断发展和应用,航向(方向)的精准测量成为保证导航精度的关键因素之一。电子罗盘通过敏感地磁场来获取载体航向信息,是一种重要的导航仪器,具有环境适应性广、不依赖外部信息等特点[1],应用较广泛。然而,电子罗盘在测量过程中易受到自身以及周围环境磁场等影响,导致精度变差,稳定性降低,这也成为制约电子罗盘在高精领域应用的关键因素。针对此问题,国内外研究者做了相关研究和创新,较为经典的有差分磁罗盘技术[2-3]。其利用两颗三轴磁力计同轴摆放,通过差分得到的轴向干扰磁场信息较少,对提升精度有限。文献[4]提出基于磁力计和惯性测量单元(IMU)组合以增强罗盘对动态误差补偿效果,提升环境适应能力,但是陀螺仪容易产生漂移、累积误差,需要初始标定对准。文献[5]提出了一种利用磁线圈有源补偿的罗盘设计,能够有效补偿载体强磁干扰,并通过了仿真实验验证,但其本身设计较复杂,实现难度大。因此,本文提出了一种基于多磁力计融合的电子罗盘测量模型,该模型依靠8颗磁力计和1颗加速度计对地磁场和重力加速度进行测量,并采用递推最小二乘(RLS)方法联合卡尔曼滤波(KF)进行磁场误差补偿与数据融合。其简化了补偿操作,实现了航向角的精准测量,提升了罗盘的测量精度和可靠性。……