[發(fā)明專利]一種免轉(zhuǎn)臺(tái)的多旋翼飛行器的羅盤標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810073417.9
• 申請(qǐng)日: 2018-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN108562284B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾勇;翟雄輝;崔建軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 土豆數(shù)據(jù)科技集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01C17/38
• 分類號(hào): G01C17/38
• 代理公司: 西安毅聯(lián)專利代理有限公司 61225
• 代理人: 楊燕珠

本發(fā)明公開了一種免轉(zhuǎn)臺(tái)的多旋翼飛行器的羅盤標(biāo)定方法，包括以下步驟：第一步，將三軸電子羅盤與加速度計(jì)安裝于同一坐標(biāo)平面內(nèi)，且加速度計(jì)的X軸與多旋翼飛行器的機(jī)頭方向平行；第二步，根據(jù)橢圓方程原理，構(gòu)建三軸電子羅盤的測(cè)量模型；第三步，建立多旋翼飛行器的電子羅盤觀測(cè)方程。本發(fā)明的標(biāo)定方法，步驟簡單，精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空航天導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于免轉(zhuǎn)臺(tái)指示航向(Yaw)的電子羅盤的標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

電子羅盤是一種指示載體機(jī)頭相對(duì)于水平面的磁航向的三軸磁阻傳感器。

電子羅盤作為磁阻傳感器容易受到附近的磁性物質(zhì)(鐵、鈷、鎳)以及外部磁場(如電流產(chǎn)生的電磁場)的干擾。在干擾存在的情況下，電子羅盤無法給出準(zhǔn)確的磁航向角。

為了消除電子羅盤所受的干擾，為載體提供準(zhǔn)確的磁航向角，需要對(duì)電子羅盤進(jìn)行標(biāo)定。現(xiàn)有的電子羅盤標(biāo)定算法主要有如下幾種：

1.基于電子羅盤的獨(dú)立標(biāo)定。

2.采用轉(zhuǎn)臺(tái)來對(duì)電子羅盤進(jìn)行標(biāo)定。

上述兩種算法有如下一些缺點(diǎn)：

1、基于電子羅盤進(jìn)行的標(biāo)定無法標(biāo)定出加速度計(jì)和電子羅盤之間的坐標(biāo)軸夾角，從而導(dǎo)致機(jī)頭方向和電子羅盤指示的磁航向不相同。

2、采用轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定電子羅盤，轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)備沉重，不方便攜帶，難于實(shí)現(xiàn)野外作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的多旋翼飛行器中的電子羅盤標(biāo)定時(shí)需要使用轉(zhuǎn)臺(tái)，難以標(biāo)定的問題，提供了一種免轉(zhuǎn)臺(tái)的多旋翼飛行器的羅盤標(biāo)定方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)手段予以實(shí)現(xiàn)：

一種免轉(zhuǎn)臺(tái)的多旋翼飛行器的羅盤標(biāo)定方法，包括以下步驟：

第一步，將三軸電子羅盤與加速度計(jì)安裝于同一坐標(biāo)平面內(nèi)，且加速度計(jì)的X軸與多旋翼飛行器的機(jī)頭方向平行；

第二步，根據(jù)橢圓方程原理，構(gòu)建三軸電子羅盤的測(cè)量模型，得到公式(1)；

其中，m_x為三軸電子羅盤的X軸輸出數(shù)據(jù)；m_y為三軸電子羅盤的Y軸輸出數(shù)據(jù)；m_z為三軸電子羅盤的Z軸輸出數(shù)據(jù)；s_x為電子羅盤的X軸尺度因子；s_y為電子羅盤的Y軸尺度因子；s_z為電子羅盤的Z軸尺度因子；m_xb為電子羅盤X軸的零位誤差；m_yb為電子羅盤Y軸的零位誤差；m_zb為電子羅盤Z軸的零位誤差；R為地磁場強(qiáng)度；

第三步：根據(jù)公式(1)，建立多旋翼飛行器的電子羅盤觀測(cè)方程，得到公式(2)；

其中，X是由第二步中電子羅盤待標(biāo)定參數(shù)形成的列向量；

根據(jù)公式(1),令

其中，H是由電子羅盤的測(cè)量值組成的觀測(cè)矩陣；

Z＝R² (4)

其中，R表示地磁場強(qiáng)度，Z表示地磁場強(qiáng)度的平方；

通過公式(1)-公式(4)可得觀測(cè)方程

Z＝HX (5)

其中，H是由電子羅盤測(cè)量值組成的觀測(cè)矩陣；

第四步：通過最小二乘法，求解得到公式(2)中的X值；