[发明专利]一种地磁航向误差修正方法

权利要求书

1.一种地磁航向误差修正方法，其特征在于，在基于椭球假设地磁传感器标定算法的基础上，利用惯性导航姿态输出辅助进行地磁传感器和载体坐标系间的安装角标定补偿，具体如下：

设IMU与载体坐标系重合，其坐标系三个敏感轴间存在正交关系，定义为b系；地磁传感器坐标系定义为m'系，由于坐标轴之间的非正交性，m'系下地磁传感器输出通过转换矩阵得到正交的地磁传感器坐标系m系，所述m系与b系间通过转换矩阵进行转换，

标定过程中，设M₀为当地地磁场矢量，则有为当地地磁场在载体坐标系下的分量，通过多次测量求均值消除测量噪声情况下有：

其中，C_k为三维矩阵，与地磁传感器刻度系数和敏感轴之间的交叉耦合系数有关；为地磁传感器输出；为地磁传感器的零位残差；为地磁传感器的测量噪声，

基于椭球假设的地磁传感器标定算法对地磁传感器坐标系m'下的传感器刻度系数和敏感轴之间的交叉耦合系数C、地磁传感器零位残差B^m′进行标定；

基于惯性导航姿态输出辅助的地磁传感器误差标定算法对地磁传感器与载体坐标系的转换矩阵地磁传感器零位残差B^m进行标定。

2.根据权利要求1所述的一种地磁航向误差修正方法，其特征在于，采用最小二乘和迭代算法获得地磁传感器与载体坐标系的转换矩阵地磁传感器零位残差B^m。

3.根据权利要求1或2所述的一种地磁航向误差修正方法，其特征在于

基于惯性导航姿态输出辅助的地磁传感器和载体坐标系间的安装角标定补偿方法，具体如下：

通过标定地磁模型对变量B^m进行标定，则有：

其中，根据惯性导航得到，h^m为地磁传感器输出经过标定后的结果，M₀由当地地磁场模型或者根据标定地磁偏角D和磁倾角I计算得到：

M₀＝[cos(I)cos(D) -cos(D)sin(I) sin(D)]^T

因此，上式左端可以记为从而将上式展开，有：

采用迭代算法对未知量进行估计：首先假设B^m＝0、对进行最小二乘拟合，然后对拟合残差再次进行拟合得到B^m，重复上述迭代过程，最终得到收敛的姿态转换矩阵和零位残差B^m。