[發(fā)明專利]一種磁場(chǎng)干擾判斷與校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910241057.3
• 申請(qǐng)日: 2019-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN109931960B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 干曉明;祝崢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州英卓電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 廣州世超知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44498
• 代理人: 梅偉紅

本發(fā)明涉及導(dǎo)航磁場(chǎng)判斷與校正技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地磁干擾的判斷與校正的方法及其裝置，本發(fā)明一種地磁干擾的判斷與校正方法及其裝置，包括步驟一對(duì)裝置內(nèi)的多個(gè)傳感器進(jìn)行初始化校準(zhǔn)；步驟二多個(gè)傳感器同步記錄磁場(chǎng)信息；步驟三：根據(jù)步驟2根據(jù)記錄的信息判斷是否存在外部干擾源；步驟四：建立起矢量方程組，解算方程組，解算得出干擾源的位置與強(qiáng)度，以及原始地磁方向，從而得出正確的地磁航向角；本磁場(chǎng)校正方法及其裝置可對(duì)寬廣區(qū)域的磁場(chǎng)干擾進(jìn)行判斷與校正,可對(duì)時(shí)敏性的干擾源進(jìn)行判斷與校正，校準(zhǔn)快速簡(jiǎn)單、穩(wěn)定精準(zhǔn)、易于安裝操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航設(shè)備外部干擾磁場(chǎng)校正技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地磁干擾的判斷與校正的方法及其裝置。

背景技術(shù)

在導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展過程中，導(dǎo)航系統(tǒng)一個(gè)最重要的功能就是提供載體的準(zhǔn)確姿態(tài)及航向角信息。由慣性測(cè)量單元和磁力計(jì)構(gòu)成的導(dǎo)航系統(tǒng)，可以提高姿態(tài)角及航向角的精度。磁力計(jì)在航海、航空應(yīng)用比較廣泛，但在干擾強(qiáng)烈，如陸地導(dǎo)航，應(yīng)用仍然存在一定問題，致力于尋找一種快速、高精度的磁干擾判斷和補(bǔ)償方法是磁力計(jì)校正及補(bǔ)償?shù)碾y點(diǎn)所在。

用地磁場(chǎng)進(jìn)行導(dǎo)航定位，具有無(wú)源、無(wú)輻射、抗干擾、全天時(shí)、全天候、體積小、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，因此在飛機(jī)、艦船和潛艇等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，導(dǎo)航載體通過磁傳感器測(cè)量空間的磁場(chǎng)信息，這些磁場(chǎng)信息不僅包括導(dǎo)航定位所用的地磁場(chǎng)信息，也包括載體自身的干擾磁場(chǎng)信息，高精度的地磁導(dǎo)航過程中需要對(duì)磁傳感器的觀測(cè)磁場(chǎng)信息進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)對(duì)載體磁場(chǎng)干擾進(jìn)行補(bǔ)償，提高地磁導(dǎo)航精度。

目前，有關(guān)對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)中的磁力計(jì)進(jìn)行校正、干擾檢測(cè)、補(bǔ)償方法已經(jīng)很普遍，部分方法也很成熟，可以達(dá)到的一定的精度要求。但是，對(duì)于需要快速穩(wěn)定精確的要求的場(chǎng)合現(xiàn)有方法還不能滿足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快速精準(zhǔn)判斷磁場(chǎng)干擾與校正的方法及其裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種磁場(chǎng)干擾判斷與校正方法，方法包括以下步驟：

步驟一：將包括有多個(gè)傳感器的校正裝置安裝固定在待校正的設(shè)備上，進(jìn)行初始化校準(zhǔn)；

步驟二：多個(gè)傳感器同時(shí)記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括磁場(chǎng)強(qiáng)度與方向;

步驟三：根據(jù)步驟二記錄的地磁數(shù)據(jù)建立起矢量方程組，解算方程組，解算得出是否存在外部磁干擾源；

步驟四：當(dāng)步驟三判斷有干擾時(shí)根據(jù)步驟二記錄的地磁數(shù)據(jù)建立起矢量方程組，解算方程組，解算得出干擾源的位置與強(qiáng)度，以及原始地磁方向，從而得出正確的地磁航向角。

所述傳感器為包含有地磁的傳感器，前后相鄰的傳感器的相對(duì)位置為固定值。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述九軸傳感器為4個(gè)。

所述步驟一進(jìn)行初始化校準(zhǔn)時(shí)，在完成地磁傳感器的固定安裝后，應(yīng)至少進(jìn)行一次初始化工作，對(duì)地磁的初始指向進(jìn)行校準(zhǔn)。

現(xiàn)有生活中例如手機(jī)等一些小型設(shè)備的導(dǎo)航時(shí)，普遍采用八字校準(zhǔn)方法對(duì)磁場(chǎng)干擾進(jìn)行校正。但是相對(duì)較大體積的設(shè)備例如汽車，難以采用八字校準(zhǔn)方法，本專利采取簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)一周方便操作即可快速校正。

所述步驟一進(jìn)行初始化校準(zhǔn)時(shí)，先將汽車旋轉(zhuǎn)一周，獲取設(shè)備空間內(nèi)的初始地磁數(shù)據(jù)；通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行球體擬合，進(jìn)行一次性的內(nèi)部誤差消除校準(zhǔn)。

所述的初始化工作，對(duì)地磁的初始指向校準(zhǔn),球體擬合方法為：對(duì)于獲得的初始地磁數(shù)據(jù)，記錄為（x1,y1）、（x2，y2）、（x3、y3）…，x的補(bǔ)償量設(shè)為offsetX，y的補(bǔ)償量設(shè)為offsetY；擬合后的球體圓心設(shè)為（centreX，centreY），半徑為R；

X1?=?∑x?；?Y1?=?∑y?；

X2?=?∑x^2?；Y2?=?∑y^2；