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1958年

作者：（苏）舒尔（И.Я.Шур）顾燕庭译

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磁罗盘的罗差分析与验证

电子科技大学学报 2004年第5期33卷 547-550页

作者：杨新勇黄圣国南京航空航天大学自动化学院南京210016 南京航空航天大学民航学院南京210016

针对基于最佳椭圆拟合的磁罗盘误差补偿算法,设计了一组模拟不同类型干扰磁场的数据采集与罗差分析实验。通过对磁罗盘在各种干扰磁场下表征测量数据特性的拟合椭圆参数与最终补偿效果的详细分析,对理论公式进行了比照与补充,同时探讨... 详细信息

针对基于最佳椭圆拟合的磁罗盘误差补偿算法,设计了一组模拟不同类型干扰磁场的数据采集与罗差分析实验。通过对磁罗盘在各种干扰磁场下表征测量数据特性的拟合椭圆参数与最终补偿效果的详细分析,对理论公式进行了比照与补充,同时探讨了软铁干扰磁场与硬铁干扰磁场的相互作用关系以及在综合磁航向误差中各自所产生的影响。

关键词：磁罗盘罗差最佳椭圆拟合误差补偿

基于改进OPTICS算法的磁罗盘椭圆拟合误差补偿方法

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中国惯性技术学报 2022年第2期30卷 174-180页

作者：缪玲娟吴子昊周志强李正帅北京理工大学自动化学院北京100089

为了避免磁罗盘原始数据中的奇异误差点对椭圆拟合精度造成不利影响,在常规最小二乘椭圆拟合算法中引入了基于密度聚类的OPTICS算法,并对OPTICS算法进行了改进,以降低复杂度,减小计算耗时。在椭圆拟合之前,使用改进的OPTICS算法对原始... 详细信息

为了避免磁罗盘原始数据中的奇异误差点对椭圆拟合精度造成不利影响,在常规最小二乘椭圆拟合算法中引入了基于密度聚类的OPTICS算法,并对OPTICS算法进行了改进,以降低复杂度,减小计算耗时。在椭圆拟合之前,使用改进的OPTICS算法对原始传感器数据进行分类,识别并剔除数据中的奇异误差点,防止其污染原始数据集,提高椭圆拟合算法的拟合精度,从而提高航向角的解算精度。实验结果表明,与常规椭圆拟合算法相比,所提出的算法在东、南、西、北四个方向上合计航向角误差的均方根降低了27.5%,且改进后OPTICS算法的计算耗时比改进前降低了43.6%。

关键词：磁罗盘椭圆拟合误差补偿最小二乘法 OPTICS算法

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超限学习机在磁罗盘非线性误差补偿中的应用

仪器仪表学报 2015年第9期36卷 1921-1927页

作者：刘艳霞方建军张晓娟孙建北京联合大学自动化学院北京100101 北京科技大学检测与控制系北京100083

针对磁阻式传感器组成的磁罗盘中不容忽视的非线性误差,建立了隐式非线性误差模型,引入机器学习中的超限学习机算法对非线性误差模型进行训练。利用训练好的误差模型对航向角测量误差进行补偿,误差由补偿前的±3°下降到±0.2°,均方根... 详细信息

针对磁阻式传感器组成的磁罗盘中不容忽视的非线性误差,建立了隐式非线性误差模型,引入机器学习中的超限学习机算法对非线性误差模型进行训练。利用训练好的误差模型对航向角测量误差进行补偿,误差由补偿前的±3°下降到±0.2°,均方根误差为0.1°。任意选取的训练集、测试集和重复实验证明超限学习算法具有很好的泛化性和鲁棒性,而且训练速度极快,是传统BP神经网络的上千倍。

关键词：超限学习机神经网络非线性误差模型磁罗盘

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磁罗盘误差分析与校准

传感技术学报 2010年第4期23卷 525-532页

作者：晁敏蒋东方文彩虹西北工业大学自动化学院西安710129

根据磁罗盘的工作原理,在详细分析了磁干扰和仪表误差等影响磁罗盘精度各因素的基础上,首先建立了一个用矩阵方程描述的磁罗盘方位指向输出的精确测量模型;接着证明了目前广泛使用的几种罗盘指向解算模型仅是上述精确测量模型在不同特... 详细信息

根据磁罗盘的工作原理,在详细分析了磁干扰和仪表误差等影响磁罗盘精度各因素的基础上,首先建立了一个用矩阵方程描述的磁罗盘方位指向输出的精确测量模型;接着证明了目前广泛使用的几种罗盘指向解算模型仅是上述精确测量模型在不同特定条件下的简化或泛化;随后基于不同姿态下的椭圆拟合算法对上述精确测量模型各个参数进行辨识,提出了全面校准磁罗盘方位指向的方法和步骤;最后用实例检验并比较了采用椭圆拟合模型和精确测量模型对罗盘方位解算的效果,验证了该精确测量模型的广泛适用性。

关键词：方位测量磁罗盘测量模型磁场干扰罗差修正

嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统

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仪器仪表学报 2010年第12期31卷 2695-2699页

作者：蔡体菁刘莹宋军刘勇祝燕华东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096 中国电子科技集团公司第26研究所重庆400060

研制出基于FPGA和DSP的嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统。该系统硬件由石英微机械陀螺仪、石英挠性加速度计、GPS接收机、数字磁罗盘和基于FPGA和DSP的高速导航计算机模块等组成。在该系统软件方面,采用圆锥误差补偿与划船误差补偿... 详细信息

研制出基于FPGA和DSP的嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统。该系统硬件由石英微机械陀螺仪、石英挠性加速度计、GPS接收机、数字磁罗盘和基于FPGA和DSP的高速导航计算机模块等组成。在该系统软件方面,采用圆锥误差补偿与划船误差补偿的现代捷联导航算法和含传感器噪声模型的18维扩展Kalman滤波器,并利用惯性传感器和MIMU导航信息对GPS和磁罗盘信号进行质量控制。经车载试验结果表明,该组合导航系统水平姿态误差小于0.2°,航向角误差小于0.3°,定位精度小于3m。

关键词： GPS 微惯性测量单元磁罗盘组合导航系统

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旋翼飞行机器人磁罗盘误差分析及校准

机器人 2012年第4期34卷 418-423,484页

作者：戴磊齐俊桐吴冲韩建达中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院研究生院北京100049

以旋翼飞行机器人组合导航系统为研究背景,针对电子磁罗盘的误差校准方法进行研究.通过分析其测量原理和误差来源,总结出影响磁罗盘航向解算精度的5个主要误差因素.对于上述误差因素,提出了软件和硬件解决办法.考虑到旋翼飞行机器人平... 详细信息

以旋翼飞行机器人组合导航系统为研究背景,针对电子磁罗盘的误差校准方法进行研究.通过分析其测量原理和误差来源,总结出影响磁罗盘航向解算精度的5个主要误差因素.对于上述误差因素,提出了软件和硬件解决办法.考虑到旋翼飞行机器人平台的特殊性,提出了硬磁罗差和标度因数误差的简化校准实现方法,简化后的磁罗盘校准方法,免去了校准过程中将载体竖起的步骤,且不降低校准精度.实际的磁罗盘校准测试表明,本文提出的方法能避免将大尺寸的载体竖起,降低校磁操作的难度.该方法可以有效地修正原始磁场测量值的椭球分布,从而提高组合导航系统航向解算精度.

关键词：磁罗盘校准椭圆拟合硬磁误差

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椭圆拟合方法在磁罗盘罗差校准中的应用

光学精密工程 2009年第12期17卷 3034-3039页

作者：孙宏伟房建成李艳北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100191 中国人民解放军总参谋部第55研究所北京100190

磁罗盘在使用过程中受周围铁磁物质的影响致使航向精度降低,因此对磁罗盘进行校准是十分必要的。针对传统的磁罗盘罗差校准算法存在系数矩阵易奇异导致算法不稳定的问题,提出了改进的最小二乘椭圆拟合算法。分析了外界磁干扰对磁罗盘输... 详细信息

磁罗盘在使用过程中受周围铁磁物质的影响致使航向精度降低,因此对磁罗盘进行校准是十分必要的。针对传统的磁罗盘罗差校准算法存在系数矩阵易奇异导致算法不稳定的问题,提出了改进的最小二乘椭圆拟合算法。分析了外界磁干扰对磁罗盘输出的影响,建立了罗差的椭圆模型,通过对系数矩阵的奇异性进行分析,采用最小二乘方法实现了对椭圆模型误差系数的辨识。该算法克服了原有算法的不稳定性,对校准过程中的突变干扰有很强的抑制能力,同时将六维特征矢量的求解转化为三维特征矢量求解,在保证校准精度的情况下降低了计算量。多位置转台实验验证了该方法的有效性和实用性,校准后的磁罗盘精度由0.8°提高到0.4°,满足了导航系统的需求。

关键词：磁罗盘罗差校准最小二乘法椭圆拟合奇异性

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多旋翼无人机在变控制量下的三轴磁罗盘校正

光学精密工程 2016年第8期24卷 1940-1947页

作者：徐东甫白越宫勋吴子毅续志军中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100039

为了在特殊环境下有效使用多旋翼无人机飞行器的磁罗盘,研究了大电流、控制量变化情况下磁罗盘的校正问题,提出了一种磁罗盘自适应校准方法。推导了磁罗盘误差的变化规律并建立了误差模型,分析了硬磁误差随控制量变化的规律,进而提出了... 详细信息

为了在特殊环境下有效使用多旋翼无人机飞行器的磁罗盘,研究了大电流、控制量变化情况下磁罗盘的校正问题,提出了一种磁罗盘自适应校准方法。推导了磁罗盘误差的变化规律并建立了误差模型,分析了硬磁误差随控制量变化的规律,进而提出了一种基于整体最小二乘法的空间直线拟合方法。通过空间直线拟合,将得到的控制量和硬磁补偿的对应关系用于实时调整对空间飞行器的硬磁补偿,最终解决了控制量变化对磁罗盘的影响。进行了实验验证,结果表明:提出的方法可将飞行器控制量变化带来的磁罗盘硬磁误差基本抵消;在实际飞行中,多旋翼无人飞行器的偏航误差可由最大的15°减小到3°以内。本文所给出的方法在控制量变化,大电流情况下使用时,可以很好地校正磁罗盘航向角误差,提高导航精度。

关键词：多旋翼无人机磁罗盘变控制量硬磁误差误差补偿

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无航向基准时数字式磁罗盘的自差校正

上海交通大学学报 2004年第10期38卷 1757-1760页

作者：张静金志华田蔚风上海交通大学信息检测与仪器系上海200030

针对某无人驾驶飞艇中安装罗盘吊舱的工作状态,提出适合于野外作业环境无外部航向基准时数字磁罗盘的自差校正方法.通过分析自差产生的原因以及硬铁和软铁磁力对自差的不同影响,采取了粗校和精校两步走的策略.先用磁力畸变特性进行硬铁... 详细信息

针对某无人驾驶飞艇中安装罗盘吊舱的工作状态,提出适合于野外作业环境无外部航向基准时数字磁罗盘的自差校正方法.通过分析自差产生的原因以及硬铁和软铁磁力对自差的不同影响,采取了粗校和精校两步走的策略.先用磁力畸变特性进行硬铁校正,再把自差当作小量,分别采用最小二乘法、递推最小二乘法和卡尔曼滤波器进行剩余硬铁磁力和软铁系数的估计.通过HMR3300数字磁罗盘的自差校正实验,表明该方法能提高罗盘在干扰磁力下的测量精度,在载体倾斜小于5°条件下,航向角测量精度由原来的6°提高到1°.

关键词：磁罗盘自差最小二乘法卡尔曼滤波