[發(fā)明專利]一種差分磁羅盤消除隨機磁干擾的數(shù)據(jù)處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711447489.7
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108318017B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伍東凌;孟誠;石超;呂冰;朱貴芳;童衛(wèi)平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七一0研究所
• 主分類號: G01C17/38
• 分類號: G01C17/38;G01C25/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

1.一種差分磁羅盤消除隨機磁干擾的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、將差分磁羅盤中的兩套三軸磁力計安裝到載體上，其中，兩套三軸磁力計的三軸分別對應(yīng)平行，兩套三軸磁力計僅在載體長度方向上有距離；令o1x1、o1y1和o1z1分別代表差分磁羅盤中第一套三軸磁力計三軸方向；o2x2、o2y2和o2z2分別代表差分磁羅盤中第二套三軸磁力計三軸方向；則o1x1和o2x2與載體長度方向x平行，o1y1和o2y2與載體長度方向x垂直，并指向載體右側(cè)，o1z1和o2z2與載體的xoy平面垂直，指向朝下；

步驟2、令兩套三軸磁力計采集到的三軸方向磁場數(shù)據(jù)分別為B_x1、B_y1、B_z1、B_x2、B_y2和B_z2；假設(shè)地磁場在載體坐標系三軸方向上的值分別為B_x0，B_y0，B_z0，干擾場在第一套三軸磁力計三軸方向上的磁場大小為B_xg1、B_yg1、B_zg1，干擾場在第二套三軸磁力計三軸方向上的磁場大小為B_xg2、B_yg2、B_zg2，即：

步驟3、根據(jù)磁偶極子模型，可得到某一時刻干擾源在第一套三軸磁力計處產(chǎn)生的干擾場的大小為：

上式中，μ₀表示真空磁導(dǎo)率；M_x，M_y，M_z分別為干擾源磁矩分解到載體坐標系三軸方向上的磁矩大??；x₀為干擾源與第一套三軸磁力計在載體坐標系x軸方向的距離，y₀為干擾源與第一套三軸磁力計在載體坐標系y軸方向的距離，z₀為干擾源與第一套三軸磁力儀在載體坐標系z軸方向的距離；

則干擾源在第二套三軸磁力計處產(chǎn)生的干擾場的大小為：

其中，d表示兩套三軸磁力計在x軸方向上的距離；

此時，兩套三軸磁力計之間三軸方向上的磁場梯度分別為：

步驟4、結(jié)合(3)、(4)、(5)式，求出任意時刻干擾源磁矩在載體坐標系三軸方向上的磁矩大小M_x，M_y，M_z；其中，載體坐標系三軸方向與兩套三軸磁力計的三軸分別對應(yīng)一致；

步驟5、求解出干擾源三軸方向磁矩大小后，根據(jù)(3)式求解出干擾源在第一套三軸磁力計上產(chǎn)生的干擾場的大小B_xg1、B_yg1、B_zg1，再由(1)式求解出載體坐標系下三軸方向地磁場的大小B_x0，B_y0，B_z0；

步驟6、由三軸加速度計測得的載體坐標系下三軸方向加速度計的數(shù)據(jù)，求解出載體當前的俯仰角β和橫滾角γ，并構(gòu)造如下變換矩陣，將載體坐標系下三軸方向磁場數(shù)據(jù)變換到水平坐標系下三軸方向磁場數(shù)據(jù)：

由水平坐標系下三軸方向磁場值[H_0x H_0y H_0z]，求解出載體的磁航向角α：