申请/专利权人：西南应用磁学研究所(中国电子科技集团公司第九研究所)

申请日：2024-01-03

公开（公告）日：2024-02-09

公开（公告）号：CN117537792A

主分类号：G01C17/38

分类号：G01C17/38

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.09#公开

摘要：本发明公开了一种电子罗盘自适应方位角矫正方法，包括电子罗盘在校准地对三轴磁传感器和三轴加速度计进行温度校准、正交性校准、倾角解算以及倾斜补偿校准；在校准地搭建一标准磁场环境进行参数计算，包括对校准地的环境磁场校准、构造电子罗盘的方位角计算式α、磁北锁定并解算此时的方位角标记为到α0；在应用场所对电子罗盘进行自适应校准。本发明既能实现对磁干扰进行识别并实现自动干扰剔除，也能不依靠同时移动罗盘和安装载体的校准方式来提升校准精度，降低环境磁场校准时对安装载体移动的要求，达到对罗盘输出方位角矫正的目的，增加了罗盘在应用端的适应能力。使用了本方法后，电子罗盘校准得到了简化，且方位角精度得到了提升。

主权项：1.一种电子罗盘自适应方位角矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）电子罗盘置于校准地，对电子罗盘的三轴磁传感器和三轴加速度计进行温度校准，得到三轴磁传感器和三轴加速度计对应的温度校准参数矩阵Tjm和Tjg；（2）对三轴磁传感器和三轴加速度计进行正交性校准，得到三轴磁传感器对应的正交误差矩阵Apm、零偏误差矩阵Bpm，三轴加速度计对应的正交误差矩阵Apg、零偏误差矩阵Bpg；（3）对电子罗盘进行倾角解算以及倾斜补偿校准，得到俯仰角η、横滚角γ、倾斜补偿后的X轴磁场值MIx、倾斜补偿后的Y轴磁场值MIy；（4）在校准地搭建一标准磁场环境，完成参数计算与记录，包括步骤（41）~（43）；（41）在标准磁场环境下，用椭圆校准方法对校准地的环境磁场校准，并构造电子罗盘的方位角计算式； （1），式中，α为方位角，M’Ix、M’Iy分别为旋转偏置角θ后的X轴磁场值和Y轴磁场值，Bcx为椭圆校准后X轴偏移量、Bcy为椭圆校准后Y轴偏移量、MCx为环境磁场补偿后的X轴磁场、MCy为环境磁场补偿后的Y轴磁场；（42）查询校准地的地磁偏角φ0、根据地理北极和φ0确定校准地的地球磁北方向M0，使电子罗盘北向指向M0，完成校准地的磁北锁定；（43）获取此时环境磁场补偿后的X轴磁场MCx0，环境磁场补偿后的Y轴磁场MCy0、俯仰角η0、横滚角γ0、正交性校准后的三轴磁场值MPxyz0，代入方位角计算式解算α，解算结果标记为α0；（5）在应用场所对电子罗盘进行自适应校准，包括步骤（51）~（56）；（51）确定电子罗盘在应用场所的安装位置，查询安装位置的地磁偏角φ1，与φ0比对，当差值≤0.5°时，直接进入下一步，否则在安装位置搭建一标准磁场环境，重复步骤（4）更新α0后再进入下一步；（52）根据地理北极和φ1确定安装位置的地球磁北方向M1，使电子罗盘北向指向M1，完成安装位置的磁北锁定；（53）获取此时环境磁场补偿后的X轴磁场MCx1，环境磁场补偿后的Y轴磁场MCy1、俯仰角η1、横滚角γ1、正交性校准后的三轴磁场值MPxyz1，代入方位角计算式解算α，解算结果标记为θ1；（54）根据下式进行干扰磁场存在检测；若|MPz1－MPz0|≤ΔMPz，安装位置无磁场干扰，方位角为θ1，无需矫正；若|MPz1－MPz0|＞ΔMPz，安装位置存在磁场干扰，进入步骤（55）；式中，MPz1为MPxyz1中的Z轴磁场值，MPz0为MPxyz0中的Z轴磁场值，ΔMPz为Z轴磁场变化阈值，通过实验测得；（55）在安装位置，旋转电子罗盘至任一位置2，按步骤（53）方法解算此时的α，解算结果标记为θ2，计算自适应方位角ε2，ε2=θ1-θ2；（56）根据下式对自适应方位角进行补偿，得到补偿后方位角α’； （2）， （3），公式（2）中，k1为方位角补偿置信因子，为补偿方位角；公式（3）中，ω为标准磁场与干扰磁场矢量夹角，为位置2处干扰磁场下方位角，k2为补偿比例系数，为补偿方位角修正量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西南应用磁学研究所(中国电子科技集团公司第九研究所) 电子罗盘自适应方位角矫正方法

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