[發明專利]一種基于GNSS測向的磁傳感器校準方法

在審

• 申請號: 202110321587.6
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112985461A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 譚寶;唐匯川
• 申請（專利權）人: 成都縱橫自動化技術股份有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01S19/39
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙) 51237
• 代理人: 李華;溫黎娟

本發明公開一種基于GNSS測向的磁傳感器校準方法，所述方法包括：獲取無人機的特征數據樣本，并進行處理，得到第一校準參數；所述第一校準參數對所述無人機的特征數據樣本進行校驗，若檢測通過，得到第二校準參數；判斷所述第二校準參數是否通過閾值范圍檢測，若通過，得到第三校準參數，所述第三校準參數修正原始磁感應強度數據，得到修正后的無人機航向信息；判斷所述修正后的無人機航向信息與GNSS航向信息是否匹配，若不匹配，則重新進行無人機航向信息校準。本發明提出的基于GNSS測向的磁傳感器校準方法，該方法對無人機的飛行狀態沒有限制，對數據采集數量要求較低，且能夠有效排除磁傳感器和環境異常造成的偏差。

技術領域

本發明屬于無人機導航技術領域，具體為一種基于GNSS測向的磁傳感器校準方法。

背景技術

無人機的航向信息是確保無人機安全飛行不可或缺的導航信息之一，磁傳感器模塊主要是通過感知地球磁場的存在來計算磁北極的方向，其依靠體積小、航向精度高、傾斜范圍寬、頻響高、低功耗的優點，被廣泛應用于通信導航技術領域，通過將計算出的磁北極方向減去當地的磁偏角得到無人機的航向信息。

磁傳感器模塊受周圍環境的影響以及自身器件的影響，往往存在一定的誤差，所以不能直接使用磁傳感器測量的數據得到航向角。因此，在使用磁傳感器之前需要對其進行校準。

一般磁傳感器校準方法都是基于橢球模型和橢圓模型，在地面進行校準。橢球模型主要用于磁傳感器三軸校準，橢圓模型主要用于水平二軸校準。橢球或者橢圓模型都需要對磁傳感器載體進行整數周的轉動操作來采集數據，然后計算校準參數，使得橢球和橢圓接近球和圓形。該方法規定了無人機的運動軌跡與姿態。

對于傳統的地面校準磁傳感器的方法，由于沒有考慮無人機上的電磁干擾，引起的磁傳感器的誤差，故地面校準的效果一般。并且對于長時長距飛行的無人機，會由于無人機的周圍磁場發生顯著變化而導致地面校準效果降低。同時地面進行磁傳感器校準，比較費時費力。

現有的空中磁傳感器校準辦法，一般是依據橢圓或者橢球模型，其需要磁傳感器載體在空中進行整周的轉動，其方法只是將地面的校準過程在空中自動進行。該類方法由于需要無人機進行特定的飛行，對無人機本身的作業任務存在影響。并且對于長時長距的飛行，該方法不能修正磁傳感器的校準參數。

發明內容

本發明提供一種基于GNSS測向的磁傳感器校準方法，其目的是為了解決現有技術中傳統的地面校準磁傳感器的方法和現有的空中磁傳感器校準辦法中存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種基于GNSS測向的磁傳感器校準方法，所述方法包括：

獲取無人機的特征數據樣本，并進行處理，得到第一校準參數；

所述第一校準參數對所述無人機的特征數據樣本進行校驗，若校驗通過，得到第二校準參數；

判斷所述第二校準參數是否通過閾值范圍檢測，若通過，得到第三校準參數，所述第三校準參數修正原始磁感應強度數據，得到修正后的無人機航向信息；

判斷所述修正后的無人機航向信息與GNSS航向信息是否匹配，若不匹配，則重新進行無人機航向信息校準。

進一步的，所述特征數據樣本包括：

GNSS測向狀態信息、地磁信息、姿態角信息或原始三軸磁感應強度信息。

進一步的，將所述特征數據樣本進行處理的過程為：

對所述特征數據樣本進行計算，得到與所述特征數據樣本相對應的標準三軸磁感應強度信息；

對所述標準三軸磁感應強度信息和原始三軸磁感應強度信息進行處理，得到與所述標準三軸磁感應強度信息和原始三軸磁感應強度信息對應的矩陣和向量信息；

對所述矩陣和向量信息進行處理，得到第一校準參數。