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基于联合估计迭代算法的三轴磁力仪标定补偿方法

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兵工学报 2020年第5期41卷 902-910页

作者：孙欢杨宾峰管桦王润空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

地磁场测量过程中,三轴磁力仪受到多种干扰因素的影响而产生误差,对测量精度造成影响。在分析地磁场测量值误差来源的基础上,建立了三轴磁力仪测量一体化模型,提出采用联合估计迭代算法对其进行标定,并比较了该方法与扩展卡尔曼滤波算... 详细信息

地磁场测量过程中,三轴磁力仪受到多种干扰因素的影响而产生误差,对测量精度造成影响。在分析地磁场测量值误差来源的基础上,建立了三轴磁力仪测量一体化模型,提出采用联合估计迭代算法对其进行标定,并比较了该方法与扩展卡尔曼滤波算法、非线性最小二乘算法的性能。在仿真结果基础上,构建实验系统对所提方法进行实验验证。仿真和实验结果表明:3种方法中,联合估计迭代算法补偿误差均值和标准差最小,且收敛速度最快,可将三轴磁力仪测量值误差均值由142.4 nT降至12.5 nT,标准差由170.0 nT降至29.2 nT,抑制比达到84.51%;为三轴磁力仪的标定补偿提供了一种有效的方法。

关键词：三轴磁力仪联合估计迭代算法扩展卡尔曼滤波算法非线性最小二乘算法无磁转台

基于总体最小二乘的捷联三轴磁力仪标定与地磁场测量误差补偿

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兵工学报 2012年第10期33卷 1202-1209页

作者：吴志添武元新胡小平吴美平国防科学技术大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

提出了一种磁力仪标定与地磁场补偿一体化的方法。对捷联三轴磁力仪的测量过程进行误差分析,建立包含磁力仪标定误差与地磁场测量误差的参数化模型。针对测量噪声的分布特性,采用基于总体最小二乘(TLS)算法对模型的参数进行了估计。仿... 详细信息

提出了一种磁力仪标定与地磁场补偿一体化的方法。对捷联三轴磁力仪的测量过程进行误差分析,建立包含磁力仪标定误差与地磁场测量误差的参数化模型。针对测量噪声的分布特性,采用基于总体最小二乘(TLS)算法对模型的参数进行了估计。仿真结果与实验结果均表明,与传统的基于最小二乘(LS)方法相比,基于TLS算法的参数估计精度更高,能够获得更好的补偿效果。

关键词：信息处理技术三轴磁力仪标定测量误差补偿总体最小二乘

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磁力仪三轴非正交的转动补偿方法

国防科技大学学报 2018年第1期40卷 157-160页

作者：贾文抖林春生孙玉绘赵鹤达翟国君海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033 海军海洋测绘研究所天津300061

为解决磁力仪三轴非正交的问题,建立了三轴磁力仪误差补偿模型,提出了基于旋转数据正弦曲线拟合的方法,对三轴磁力仪的非正交性进行标定。利用正弦曲线的初始相位角求解标定参数,实现了对三轴磁力仪的非正交标定及输出补偿。结果表明:... 详细信息

为解决磁力仪三轴非正交的问题,建立了三轴磁力仪误差补偿模型,提出了基于旋转数据正弦曲线拟合的方法,对三轴磁力仪的非正交性进行标定。利用正弦曲线的初始相位角求解标定参数,实现了对三轴磁力仪的非正交标定及输出补偿。结果表明:该方法对磁力仪非正交参数的求解精度高,标定后的磁力仪的磁测准确性改善明显;该方法不需要利用高精度光泵磁强计测量磁场的强度,为三轴磁力仪的非正交参数标定提供了一个新的有效的途径。

关键词：三轴磁力仪补偿非正交曲线拟合

基于GATBX遗传算法的三轴磁通门磁力仪误差校正

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网络安全技术与应用 2014年第7期 50-50,52页

作者：赵瑜邓瑞辉张瑾吴文福邹鹏毅中船重工第七一五研究所浙江310012

为了得到高精度的磁场测试数据,需要对磁力仪的不正交误差进行校正。通过分析磁力仪产生误差的9参数校正因子,结合建立的误差校正数学模型,并以Sheffield大学研发的GATBX遗传算法工具箱为开发工具,对磁力仪不正交误差进行校正。实测数... 详细信息

为了得到高精度的磁场测试数据,需要对磁力仪的不正交误差进行校正。通过分析磁力仪产生误差的9参数校正因子,结合建立的误差校正数学模型,并以Sheffield大学研发的GATBX遗传算法工具箱为开发工具,对磁力仪不正交误差进行校正。实测数据证明,该算法能够有效的降低磁力仪的不正交性带来的误差影响。

关键词：遗传算法三轴磁力仪误差校正不正交度

截断总体最小二乘法在抑制地磁导航磁力仪随机误差方面的应用

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中国惯性技术学报 2015年第6期23卷 763-768页

作者：王立辉余乐梁冰冰乔楠东南大学仪器科学与工程学院微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 空间物理重点实验室北京100076

三轴磁力仪的随机误差补偿技术是当前水下地磁导航领域的研究热点。传统上采用最小二乘法或其相关改进方法进行误差修正,是基于假设随机误差为高斯分布或者没有考虑到磁力仪观测方程的病态问题。将总体最小二乘方法与正则化方法结合起来... 详细信息

三轴磁力仪的随机误差补偿技术是当前水下地磁导航领域的研究热点。传统上采用最小二乘法或其相关改进方法进行误差修正,是基于假设随机误差为高斯分布或者没有考虑到磁力仪观测方程的病态问题。将总体最小二乘方法与正则化方法结合起来,提出一种截断总体最小二乘法,来处理观测方程两边都存在随机误差的病态问题。仿真结果表明,截断总体二乘法能很好地抑制磁力仪测量中的病态影响,且将经过截断总体二乘法标定前后的残差减小至10 n T以内。此外,比起最小二乘法补偿和总体最小二乘法补偿后的测量数据,经过截断总体最小二乘法补偿后的测量数据更加接近真实值,达到了抑制随机误差的目的。

关键词：水下地磁导航三轴磁力仪病态问题截断总体最小二乘法随机误差补偿

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旋翼无人机磁探测系统测量误差补偿技术研究

旋翼无人机磁探测系统测量误差补偿技术研究

作者：张德文国防科技大学

学位级别：硕士

在航空磁测领域,旋翼无人机磁探测系统具有良好的应用前景。载体磁干扰补偿技术是提高旋翼无人机磁探测系统测量精度的关键技术之一。本文针对旋翼无人机磁探测系统中测量误差来源进行了分析,建立了测量误差模型,提出了模型参数估计算法... 详细信息

在航空磁测领域,旋翼无人机磁探测系统具有良好的应用前景。载体磁干扰补偿技术是提高旋翼无人机磁探测系统测量精度的关键技术之一。本文针对旋翼无人机磁探测系统中测量误差来源进行了分析,建立了测量误差模型,提出了模型参数估计算法,并通过仿真和实验对所提算法的补偿效果进行了验证。首先,详细分析了旋翼无人机磁探测系统测量误差的两个主要来源,即三轴磁力仪自身测量误差以及旋翼无人机的干扰磁场,并针对每种误差建立了相应的数学模型。根据对两种误差模型的分析,提出了旋翼无人机磁探测系统测量误差的综合补偿方案和分步补偿方案。其次,对测量误差模型的参数估计方法进行了研究。针对磁传感器传统误差校正方法难以保证分量校正精度的问题,提出了一种三轴磁力仪分量误差的两步校正算法。该方法能准确求解出三轴磁力仪误差模型参数,从而实现分量误差的校正,对三轴磁力仪性能评估以及磁场分量信息的应用具有重要价值。针对补偿飞行中无人机姿态不足而导致补偿飞行数据奇异性的问题,提出了岭估计算法,利用该方法获得了通用性更好的模型参数,对实现系统测量误差的补偿具有重要意义。通过仿真分析和实验验证对所提算法进行了验证。最后,开展了旋翼无人机干扰磁场补偿实验。搭建了旋翼无人机磁探测系统,对该系统的干扰磁场进行了测试,利用文中所提补偿方案和参数估计算法实现了旋翼无人机磁探测系统测量误差的补偿,测量误差标准差由补偿前的76.57nT减小到补偿后的4.41nT。实验结果验证了所提补偿方案和参数估计算法的有效性。

关键词：旋翼无人机三轴磁力仪磁干扰补偿两步校正法岭估计

基于天文/地磁组合的临近空间自主导航系统研究

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