[发明专利]一种磁传感器实时标定方法

权利要求书

1.一种磁传感器实时标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立磁传感器测量全误差模型并进行整合，得到简化后的测量模型；

旋转磁传感器，获取旋转过程中磁传感器的多组三轴数据；

根据所述多组三轴数据与所述简化后的测量模型获得椭球轨迹模型，并基于迭代最小二乘法拟合得到磁标定参数的估计；

其中，所述“根据所述多组三轴数据与所述简化后的测量模型获得椭球轨迹模型”，具体包括：

对所述简化后的测量模型进行变形和取模运算，从而得到观测方程：

z＝Hx+v，

其中为测量的磁传感器数据，h_m为硬铁干扰及偏置误差，h_m＝S_MC_NOb_HI+b_M＝[h₁ h₂ h₃]^T，S_M为比例误差，C_NO为非正交误差，b_HI为硬磁偏差，b_M为零点偏移，R为对P^-1进行QR分解所得到的上三角矩阵，P^-1＝QR，T＝R^-1，Q为正交阵，R、T都是上三角矩阵，为导航系到载体系的姿态转移矩阵，为地磁向量的归一化向量，n_m为磁传感器的测量噪声，为此观测模型的噪声；

令A＝R^TR，

其中a_ij(i，j＝1，2，3)表示矩阵A中第i行，第j列的元素，x_i(i＝1，2，…，9)表示状态量x中第i个元素，k_i(i＝1，2，3，4)分别代表状态量x的第6-9个元素，其具体可表示为：

2.如权利要求1所述的磁传感器实时标定方法，其特征在于，所述“旋转磁传感器，获取旋转过程中磁传感器的多组三轴数据”，具体包括：

立体全方位旋转磁传感器，获得旋转过程中磁传感器在载体坐标系下的多组三轴数据输出。

3.如权利要求1所述的磁传感器实时标定方法，其特征在于，所述“建立磁传感器测量全误差模型并进行整合，得到简化后的测量模型”，具体包括：

S11、磁传感器测量全误差模型为：

其中为测量的磁传感器数据，C_SI为软磁干扰系数矩阵，为导航系到载体系的姿态转移矩阵，mⁿ为导航坐标系下的地磁矢量；

S12、对P^-1进行QR分解，简化后的测量模型为：

4.如权利要求1所述的磁传感器实时标定方法，其特征在于，所述“并基于迭代最小二乘法拟合得到磁标定参数的估计”，具体包括：

采用迭代最小二乘法进行状态量的递推运算，一旦状态量判断收敛，则参数估计完成，否则，继续迭代直至收敛。

5.如权利要求4所述的磁传感器实时标定方法，其特征在于，所述“采用迭代最小二乘法进行状态量的递推运算”，具体包括：

其中，为测量的磁传感器数据，K是增益矩阵，δ_k是测量噪声的协方差值，I_k是单位矩阵，P_k是状态协方差矩阵。

6.如权利要求5所述的磁传感器实时标定方法，其特征在于，所述“一旦状态量判断收敛，则参数估计完成，否则，继续迭代直至收敛”，具体包括：

检测迭代过程中状态向量是否收敛，通过协方差矩阵对角线元素P_ii(i＝1，2…，9)的开根和s与一阈值γ相比较，阈值γ是通过80次蒙特卡洛仿真取均值而来，即

一旦判断状态量已经收敛，即可得到初值估计：

其中表示收敛时刻估计的状态量中第i个元素，表示此时矩阵中第i行，第j列的元素，表示此时估计的的第i个元素；

与可以被获得，对所得的矩阵进行Cholesky分解即可得到标定后的磁传感器数据即可得到。