[發明專利]航磁矢量數據處理方法

無效

• 申請號: 201110416088.1
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102621584A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 王一;趙瑜;高游;宗發保;秦佩;趙靜;王君
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/38
• 分類號: G01V3/38
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域

本發明涉及一種地球物理磁法勘探數據的處理，尤其是三分量磁通門磁力儀并配以慣性導航系統與GPS全球定位系統進行航空磁矢量數據的處理方法。

背景技術

航空磁矢量數據測量系統中，固定在飛機上的磁力儀傳感器實時測量空間矢量磁場三分量值，磁力儀傳感器基于載體坐標系；同時慣性導航系統實時記錄飛行器的姿態信息(翻滾角、俯仰角、方位角)，系統基于地理坐標系，且慣性導航系統與磁力儀傳感器剛性固定，磁力儀數據與慣性導航數據由GPS秒脈沖同步。通過坐標體系之間的坐標變換，將基于實時改變的載體坐標系下的磁場測量值轉化為基于固定地理坐標系下的磁場矢量值，以便于數據分析。

現有的磁矢量數據處理方法中，主要的是對磁力儀傳感器測量誤差進行單方面的校正。探測與控制學報，2005，27(2)，林春生等《三軸磁強計正交誤差分析與校正》，對三軸磁強計中由于三軸間不正交和靈敏度不一致所引起的測量誤差進行了詳細分析和理論計算，提出了三軸磁強計的正交變換，靈敏度一致性校正及消除零點漂移的方法并進行了實驗驗證。其僅僅對磁力儀傳感器進行了數據處理，未涉及到磁力儀數據與慣性導航數據的同步，也未涉及到坐標體系間的姿態變換。

海軍工程大學學報，2005，17(6)，閆輝等《一種海洋環境地磁場三分量的測量方法》，提出了一種利用安裝在艦船上的三分量磁傳感器進行地磁場測量的方法。從理論上解決了在任意艦船姿態下，消除測量中艦船磁場干擾的問題。其首先通過艦船上的三分量磁傳感器測量環境中的磁場值，然后同步采集艦船姿態信號和航向信號，接著將艦船磁場三分量值變換成地磁場值。其不足之處在于僅僅進行了理論分析仿真而未現場試驗，對航磁三分量磁傳感器的三軸間不正交和靈敏度不一致所引起的測量誤差不能有效的校正，而且該方法是用于海洋環境地磁場數據處理，尚不能適用于航空磁場數據處理。

發明內容：

本發明的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種磁矢量數據處理方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

磁矢量數據處理方法，磁矢量數據處理流程為：首將慣導傳感器與磁力儀裝置連接，其次磁力儀探頭三通道靈敏度標定、磁力儀探頭零點漂移校正，然后是磁力儀裝置數據采集，上位機接收磁力儀和慣導傳感器同一時刻采集的數據→磁力儀數據與慣導傳感器數據同步處理并保存→磁力儀數據不正交度校正→磁力儀數據轉向差校正→磁矢量姿態變換→作磁矢量曲線圖。

磁力儀數據與慣性導航數據同步處理并保存，包括以下順序和步驟：

步驟1、磁力儀數據包接收和慣性導航數據包接收，磁力儀裝置每一秒鐘上傳一個數據包，該數據包包含20組采集數據，每組包含X、Y、Z三個分量的數據；慣性導航裝置每50ms上傳一個數據包，該數據包包含經度、緯度、時間和姿態偏轉角的采集數據；

步驟2、上位機軟件分別將當前接收的磁力儀數據包和慣性導航數據包進行解壓，并以磁力儀數據包中的采集時間為基準，匹配慣性導航數據包中的時間；

步驟3、若時間信息一致且慣性導航數據包為該秒的第一個數據包，則將磁力儀數據與慣性導航數據重新打包為一個新的數據包；若時間信息一致且慣性導航數據包不是該秒的第一個數據包，則等待并接收下一組磁力儀數據包，并跳轉到步驟2；

步驟4、判斷該秒慣性導航數據包數目是否等于20，若慣性導航數據包數目＜20，則等待新的導航數據包上傳，解壓數據慣性導航數據，并將數據打包到步驟3中的數據包之后；

步驟5、重復步驟4，直到該秒的20組慣性導航數據全部接收并打包完畢，然后將完整的數據包保存到文件；

步驟6、若兩者時間信息不一致，則通過判斷兩者時間超前/滯后量，來移動軟件當前處理的數據包；

步驟7、若當前的磁力儀數據時間滯后于慣性導航數據時間，則以磁力儀數據時間為基準，等待并接收下一組慣性導航數據包；

步驟8、判斷接收的慣性導航數據包時間，并重復步驟7，直到二者時間信息一致，并執行步驟3；

步驟9、若當前的磁力儀數據時間超前于慣性導航數據時間，則等待并接收下一組磁力儀數據包；

步驟10、判斷二者的時間信息，并重復步驟9，直到二者時間信息一致，執行步驟3。

傳感器三軸不正交度校正的步驟如下：

步驟1、在一個磁場均勻恒定的空間，轉動探頭，依次記錄下等概率的在各