[发明专利]一种电子罗盘本地实时校准方法及装置

权利要求书

1.一种电子罗盘本地实时校准方法，其特征在于，包括：

获取电子罗盘的地磁测量数据；

基于所述地磁测量数据以及预设的地磁测量数据样本模型，更新所述地磁测量数据样本模型，其中，所述地磁测量数据样本模型为10×10的矩阵S，通过下式更新所述地磁测量数据样本模型：

S_i+1＝S_i+H_m

H_m为地磁测量数据，S_i为第i次更新后的地磁测量数据样本模型，S_i+1为第i+1次更新后的地磁测量数据样本模型，i取自然数，S₀为初始地磁测量数据样本模型，且S₀为10×10的零矩阵；

基于更新的所述地磁测量数据样本模型，通过预设的椭球拟合策略，拟合得到椭球方程的系数向量；其中，所述椭球拟合策略如下：

其中，S为地磁测量数据样本模型，v为椭球方程的系数向量v＝[a,b,c,d,e,f,g,h,m,-1]，λ为S的特征向量，C为约束矩阵；

基于所述椭球方程的系数向量，确定椭球变换模型；所述椭球变换模型如下：

其中，Δ为4×4的平移变换矩阵，R为4×4的旋转变换矩阵，Q为4×4的伸缩变换矩阵；

基于所述椭球变换模型，得到所述电子罗盘的硬磁干扰与软磁干扰；其中，所述硬磁干扰为Δ，所述软磁干扰为R₃为R的前3行和前3列构成的矩阵，Q₃为Q的前3行和前3列构成的矩阵；

基于所述硬磁干扰与软磁干扰，进行所述电子罗盘的校准。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电子罗盘的地磁测量数据之后，所述方法还包括：

从获取的多组地磁测量数据中抽取作为验证样本的地磁测量数据；

相应地，所述基于所述硬磁干扰与软磁干扰，进行所述电子罗盘的校准之前，所述方法还包括：

基于抽取的验证样本，通过预设的样本分布状态模型，确定所述验证样本的分布状态；

判断所述验证样本的分布状态是否为标准椭球面均匀分布；

若是，则验证所述电子罗盘的硬磁干扰与软磁干扰均可靠，并执行所述基于所述硬磁干扰与软磁干扰，进行所述电子罗盘的校准的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于抽取的验证样本，通过预设的样本分布状态模型，确定所述验证样本的分布状态，包括：

将抽取的验证样本进行坐标变换，得到第一标准样本；所述第一标准样本所在坐标系为空间直角坐标系；

将所述第一标准样本投影到平面直角坐标系的标准椭圆区域内，得到投影样本；

统计所述标准椭圆区域内各预设子区域中具有投影样本的子区域个数；

判断所述子区域个数是否大于或等于预设的第一个数阈值；

若是，则确定验证样本的分布状态为标准椭球面均匀分布。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于抽取的验证样本，通过预设的样本分布状态模型，确定所述验证样本的分布状态之前，所述方法还包括：

基于所述电子罗盘的硬磁干扰与软磁干扰，通过预设的样本异常判断模型，确定抽取的验证样本是否异常；

若异常，则重新执行所述从获取的多组地磁测量数据中抽取作为验证样本的地磁测量数据，直至确定抽取的验证样本正常；

若正常，则执行所述基于抽取的验证样本，通过预设的样本分布状态模型，确定所述验证样本的分布状态的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述电子罗盘的硬磁干扰与软磁干扰，通过预设的样本异常判断模型，确定抽取的验证样本是否异常，包括：

基于所述电子罗盘的硬磁干扰与软磁干扰，对抽取的验证样本进行变换，得到第二标准样本；所述第二标准样本所在坐标系为空间直角坐标系；

计算第二标准样本与直角坐标系原点之间的距离；

统计距离处于预设的距离范围的第二标准样本个数；

判断所述第二标准样本个数是否小于预设的第二个数阈值；

若是，则确定抽取的验证样本异常。

6.一种电子罗盘本地实时校准装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取电子罗盘的地磁测量数据；

更新单元，用于基于所述地磁测量数据以及预设的地磁测量数据样本模型，更新所述地磁测量数据样本模型，其中，所述地磁测量数据样本模型为10×10的矩阵S，通过下式更新所述地磁测量数据样本模型：

S_i+1＝S_i+H_m

H_m为地磁测量数据，S_i为第i次更新后的地磁测量数据样本模型，S_i+1为第i+1次更新后的地磁测量数据样本模型，i取自然数，S₀为初始地磁测量数据样本模型，且S₀为10×10的零矩阵；

确定单元，用于基于更新的所述地磁测量数据样本模型，通过预设的椭球拟合策略，拟合得到椭球方程的系数向量；其中，所述椭球拟合策略如下：

其中，S为地磁测量数据样本模型，v为椭球方程的系数向量v＝[a,b,c,d,e,f,g,h,m,-1]，λ为S的特征向量，C为约束矩阵；基于所述椭球方程的系数向量，确定椭球变换模型；所述椭球变换模型如下：

其中，Δ为4×4的平移变换矩阵，R为4×4的旋转变换矩阵，Q为4×4的伸缩变换矩阵；

基于所述椭球变换模型，得到所述电子罗盘的硬磁干扰与软磁干扰；其中，所述硬磁干扰为Δ，所述软磁干扰为R₃为R的前3行和前3列构成的矩阵，Q₃为Q的前3行和前3列构成的矩阵；

校准单元，用于基于所述硬磁干扰与软磁干扰，进行所述电子罗盘的校准。