[发明专利]捷联式三分量磁测系统中三轴磁力仪与惯导安装误差校正方法

摘要

本发明涉及一种捷联式三分量磁测系统中三轴磁力仪与惯导安装误差校正方法，将磁测数据从磁力仪姿态坐标系转换到惯导姿态坐标系；空间中两个三轴坐标系相对位置固定后，存在一个旋转矩阵可实现两坐标系间的相互转换，解决安装误差的关键在于准确求取磁力仪姿态坐标系与惯导姿态坐标系之间的旋转矩阵。本发明能准确校正三轴磁力仪与惯导之间的安装误差，弥补机械安装精度的不足；无需高精度的无磁转台，只需沿水平面旋转转台采集实验数据，易于操作；利用坐标系转换后的磁测数据所在平面与获取的辅助校正数据所在平面平行的关系构建目标函数，进而利用非线性最小二乘法快速估计出旋转矩阵，本发明方法简单有效，为三分量磁测提供了可靠的保障。

主权项

1.一种三轴磁力仪与惯导安装误差校正方法，其特征在于，包括以下步骤：a、建立安装误差校正平台；b、调节转台使其沿水平面旋转一圈，同步采集磁力仪测量值H_m和惯导测量的姿态数据：航向角α，俯仰角β，横滚角γ.c、磁力仪姿态坐标系与惯导姿态坐标系之间可以通过旋转相互转换，而坐标系旋转过程可以用旋转矩阵R(3×3)表示，因此利用旋转矩阵R(3×3)将磁测数据H_m从磁力仪姿态坐标系转换到惯导姿态坐标系表示如下：V_m＝RH_m；d、获取辅助校正数据；引入一个不为零的辅助矢量结合步骤b采集的姿态数据α，β，γ获取辅助校正数据：式中，e、获取辅助校正数据V_a所在平面的法向量；首先利用辅助校正数据构建辅助矢量：则辅助校正数据所在平面的法向量为同理，取由辅助校正数据V_a所在平面与磁测数据V_m所在平面平行，得：l_a·u_m(i，j)＝0f、改变工作平台姿态，重复步骤b～e，获取新的实验数据；g、根据上述分析，获取t组实验数据后，基于非线性最小二乘校正旋转矩阵R中三个独立的未知参数s_x，s_y，s_z的目标函数为：h、迭代计算直至达到最大迭代次数或迭代误差小于设定的迭代精度，然后利用估计的位置参数s_x，s_y，s_z计算旋转矩阵R。