[发明专利]矢量磁传感器的标定方法及其简便标定方法

说明书

本发明提供了一种矢量磁传感器的标定方法及其简便标定方法，主要解决传统标定方法中环境磁噪声与环境磁场梯度对标定结果的影响，以及无磁转台旋转传感器所引入的磁场干扰及旋转导致探头位置偏移等问题。该方法以磁屏蔽装置内部近零且稳定的磁场环境为背景，在优先标定三轴线圈的条件下，利用三轴线圈产生的标准且可控的矢量磁场标定矢量磁传感器。该方法在低磁场噪声的环境下实施，且无需旋转待标定的矢量磁传感器，简化了标定过程，提升了标定精度。

技术领域

本发明涉及空间探测、导航、生物磁场测量、磁场复现、地质勘探等领域，具体是一种矢量磁传感器的标定方法及其简便标定方法。

背景技术

矢量磁传感器被广泛应用于空间探测、导航等领域，作为高精度的矢量磁传感器，受到加工精度与电子电路自身的限制，导致其自身存在着三种误差：零偏误差、比例系数误差以及非正交误差，在使用之前需要标定其误差参数。

现有标定方法中，以“标量校正法”应用最为广泛。传统的“标量校正法”通常选在地磁场清洁的地点，在假定当地地磁场稳定且均匀的条件下，借助无磁转台旋转待标定的矢量磁传感器产生大量的示数，并利用与待标定矢量磁传感器一定距离的标量磁力仪实时监测环境磁场，通过算法拟合标量磁力仪和矢量磁传感器的示数，估计误差参数。

传统的“标量校正法”存在如下问题：①地磁场受到多种因素的影响会产生人为无法控制的波动，这些波动会严重影响标定结果；②矢量磁传感器具有一定体积，其探头位置随着旋转会发生偏移，这就要求标定环境的磁场梯度极低，这种环境也难以找到；③用与待标定传感器一定距离处的磁场代替待标定传感器处的磁场同样要求极低的磁场梯度；④无磁转台在加工和使用过程中也会具有剩磁而引入磁干扰；⑤为了规避电动转台执行器引入的磁干扰，通常选用实验效率较低的手动转台，这种情况将无法忽略地磁场的时间漂移。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种矢量磁传感器的标定方法，以解决传统的“标量校正法”存在的问题，在磁屏蔽装置的低噪声环境中，借助磁屏蔽装置与三轴线圈二者构成的标准磁源产生的磁场的旋转代替了转台旋转传感器，有效的解决了地磁场噪声、磁场梯度以及传感器旋转等因素对标定精度的影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种矢量磁传感器的标定方法，其步骤如下：

步骤一、将电子设备预热，借助精密测距仪器精确定位，将已完成标定的矢量磁传感器置于磁屏蔽装置的中心位置甚至中心区域，(该技术手段参考外文文献：Voigt J,Knappe-Grüneberg S,Gutkelch D,et al.Development of a vector-tensor system tomeasure the absolute magnetic flux density and its gradient in magneticallyshielded rooms[J].Review of Scientific Instruments.2015,86(5):55109，)用以检测磁屏蔽装置的内部磁场；

步骤二、预先设置标定三轴线圈时的三轴电流I_x、I_y、I_z；

步骤三、借助精密测距仪器的精确定位，将三轴线圈置于磁屏蔽装置中心位置，并将高精度标量磁力仪放置在三轴线圈的中心位置甚至中心区域，随后对三轴线圈的标定；

步骤四、预先设置标定矢量磁传感器时的三轴电流I_x’、I_y’、I_z’；