[发明专利]一种基于自适应遗传算法的三轴磁强计误差校正方法

说明书

技术领域

本发明属于电子仪器测量标定与校正技术领域，涉及一种基于自适应遗传算法的三轴磁强计误差校正技术。

背景技术

近年来，随着自动控制、工程检测、电子技术的发展，三轴磁强计被广泛应用于地磁导航等诸多新领域，在空间磁场的测量与研究中发挥着重要作用。在实际的测量中，测量得到完整准确的地磁场信息，需要使用严格正交的三轴磁强计。由于受制造工艺和安装工艺等条件的限制，实际的三轴磁强计三个测量轴不严格正交，各个轴的灵敏度不一致且存在零点偏置等因素，导致实际测量值与真实数据之间存在较大偏差。在这三类测量误差中，非正交误差对测量值的影响最大，研究显示，在地磁场背景下，三轴磁强计的正交误差大于0.5°所带来的磁场测量误差将达数百纳特。目前，国内外大部分厂家生产的三轴磁强计的非正交误差角都超过了1°。因此，在高精度的测量中，必须考虑三轴不正交对测量结果的影响。

在现有技术中，对三轴磁强计非正交误差的校正存在以下两方面的局限性：(1)将三轴磁强计有限姿态下测量输出的平均值作为待校正仪器的期望输出，无法有效减小仪器系统误差对期望输出的影响；(2)在获得三轴磁强计的试验数据时，限制三轴磁强计的姿态和位置，对实验操作和仪器设备要求高，试验的可操作性较差。

发明内容

本发明的目的在提供一种基于自适应遗传算法的三轴磁强计误差校正技术，解决了现有技术无法有效减小仪器系统误差对期望输出的影响，对实验操作和仪器设备要求高，试验的可操作性较差的问题。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

步骤1：分析三轴磁强计在工作过程中三轴不正交对测量结果的影响，推导三轴矢量传感器的误差校正公式；

步骤2：建立三轴磁强计固有误差参数辨识的最优化模型；

步骤3：运用自适应遗传算法对固有误差参数辨识的最优化模型中的固有误差参数进行辨识求解，得到固有误差参数的向量值；

步骤4：将得到的三轴矢量传感器的固有误差参数的向量值带入三轴矢量传感器的误差校正公式中，即可实现对测量误差的校正。

本发明的技术特点还在于步骤1推导的三轴矢量传感器的误差校正公式为：B′=P·B，其中，P=cosαcosγ00sinγcosβ0sinαcosγsinβ1,]]>α、β、γ为非正交坐标系与正交坐标系之间的正交误差角，B=[B_x，B_y，B_z]^T为实际传感器测量值，B′=[B′_x，B′_y，B′_z]^T为理想传感器测量值。

步骤2中建立三轴磁强计固有参数辨识的最优化模型为：