基于椭球曲面拟合的三维磁罗盘误差补偿算法 被引量：26

1

作者 朱建良 王兴全 +2 位作者 吴盘龙 薄煜明 张捷 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期562-566,共5页

针对现有三维磁罗盘误差补偿速度慢、需专用转台、野外使用不便的问题,提出了一种建立总磁场的不等边椭球曲面数学模型进行误差补偿的方法。首先根据Poisson方程描述的总磁场测量模型,得出一般椭球曲面模型,然后,采用牛顿迭代法对椭球... 针对现有三维磁罗盘误差补偿速度慢、需专用转台、野外使用不便的问题,提出了一种建立总磁场的不等边椭球曲面数学模型进行误差补偿的方法。首先根据Poisson方程描述的总磁场测量模型,得出一般椭球曲面模型,然后,采用牛顿迭代法对椭球曲面方程线性化,分别使用最小二乘法和总体最小二乘法计算线性化方程,推导椭球曲面拟合的数学公式,计算椭球曲面参数,最后,利用最小二乘法提出并推导参数初值的计算公式,给出了选取数据点的方法。实验结果表明,仅手持磁罗盘在各象限旋转即可实现误差补偿,航向测量精度可达0.8°,补偿精度与传统的转台补偿基本相同,而补偿方式更为灵活,适用于无转台设备的野外环境测量使用。 展开更多

关键词 三维磁罗盘 椭球曲面拟合 总体最小二乘法 牛顿迭代法

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一种十二位置不对北的磁罗盘标定方法 被引量：28

2

作者 郭鹏飞 任章 +1 位作者 邱海韬 丁新春 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第5期598-601,共4页

由于磁阻传感器本身特性的差异和生产装配,给磁罗盘带来了零位、标度因数不一致和安装误差等因素。为此设计了一种十二位置不对北的标定方法,它完全依靠天向磁场,推导了三轴零位、标度因数和安装误差的公式;硬铁的影响可等价于三轴零位... 由于磁阻传感器本身特性的差异和生产装配,给磁罗盘带来了零位、标度因数不一致和安装误差等因素。为此设计了一种十二位置不对北的标定方法,它完全依靠天向磁场,推导了三轴零位、标度因数和安装误差的公式;硬铁的影响可等价于三轴零位的改变,软铁的影响等价于三轴标度因数和安装误差的改变,采用十二位置不对北方法,标定得到在软硬铁影响下的三轴零位、标度因数和安装误差。实验显示:补偿后水平时航向角均方误差为0.2°,26°倾角时航向角均方误差为0.4°。 展开更多

关键词 磁罗盘 罗差 零位 标度因数 安装误差

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无航向基准时数字式磁罗盘的自差校正 被引量：25

3

作者 张静 金志华 田蔚风 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1757-1760,共4页

针对某无人驾驶飞艇中安装罗盘吊舱的工作状态,提出适合于野外作业环境无外部航向基准时数字磁罗盘的自差校正方法.通过分析自差产生的原因以及硬铁和软铁磁力对自差的不同影响,采取了粗校和精校两步走的策略.先用磁力畸变特性进行硬铁... 针对某无人驾驶飞艇中安装罗盘吊舱的工作状态,提出适合于野外作业环境无外部航向基准时数字磁罗盘的自差校正方法.通过分析自差产生的原因以及硬铁和软铁磁力对自差的不同影响,采取了粗校和精校两步走的策略.先用磁力畸变特性进行硬铁校正,再把自差当作小量,分别采用最小二乘法、递推最小二乘法和卡尔曼滤波器进行剩余硬铁磁力和软铁系数的估计.通过HMR3300数字磁罗盘的自差校正实验,表明该方法能提高罗盘在干扰磁力下的测量精度,在载体倾斜小于5°条件下,航向角测量精度由原来的6°提高到1°. 展开更多

关键词 磁罗盘 自差 最小二乘法 卡尔曼滤波

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磁罗盘的罗差分析与验证 被引量：36

4

作者 杨新勇 黄圣国 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期547-550,共4页

针对基于最佳椭圆拟合的磁罗盘误差补偿算法,设计了一组模拟不同类型干扰磁场的数据采集与罗差分析实验。通过对磁罗盘在各种干扰磁场下表征测量数据特性的拟合椭圆参数与最终补偿效果的详细分析,对理论公式进行了比照与补充,同时探讨... 针对基于最佳椭圆拟合的磁罗盘误差补偿算法,设计了一组模拟不同类型干扰磁场的数据采集与罗差分析实验。通过对磁罗盘在各种干扰磁场下表征测量数据特性的拟合椭圆参数与最终补偿效果的详细分析,对理论公式进行了比照与补充,同时探讨了软铁干扰磁场与硬铁干扰磁场的相互作用关系以及在综合磁航向误差中各自所产生的影响。 展开更多

关键词 磁罗盘 罗差 最佳椭圆拟合 误差补偿

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基于差分磁罗盘的组合航向系统 被引量：10

5

作者 郝振海 黄圣国 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期377-380,共4页

为了解决在城市交通中动态干扰磁场对磁罗盘的干扰问题,对磁罗盘动态干扰的特点进行了分析;提出了差分磁罗盘DMC(Differential Magnetic Compasses)的概念;设计了基于差分磁罗盘和速率陀螺的组合航向实验系统;研究了基于阈值判断的差分... 为了解决在城市交通中动态干扰磁场对磁罗盘的干扰问题,对磁罗盘动态干扰的特点进行了分析;提出了差分磁罗盘DMC(Differential Magnetic Compasses)的概念;设计了基于差分磁罗盘和速率陀螺的组合航向实验系统;研究了基于阈值判断的差分磁罗盘动态干扰识别技术.实地跑车实验结果和理论分析吻合较好.实验表明:与单一磁罗盘相比,差分磁罗盘能较好地识别出动态磁场干扰,提高了磁罗盘在城市交通中的可用性.组合航向系统的鲁棒性和精度也得到了提高. 展开更多

关键词 动态干扰 差分磁罗盘 速率陀螺 导航

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带倾斜修正的电子磁罗盘倾角测量误差补偿算法 被引量：3

6

作者 于靖 卜雄洙 叶健 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期721-725,共5页

针对目前带倾斜修正的电子磁罗盘由于倾角测量误差大,导致航向角测量精度低的问题,提出了一种基于三轴加速度传感器倾角测量模型进行误差补偿的方法。首先,研究了磁罗盘的倾角测量误差对航向角测量精度的影响,分析了加速度传感器测量倾... 针对目前带倾斜修正的电子磁罗盘由于倾角测量误差大,导致航向角测量精度低的问题,提出了一种基于三轴加速度传感器倾角测量模型进行误差补偿的方法。首先,研究了磁罗盘的倾角测量误差对航向角测量精度的影响,分析了加速度传感器测量倾角的原理及其误差来源。然后,构建了三轴加速度传感器测倾角的物理模型,建立了相应的数学模型,采用了改进的最小二乘法对其进行参数识别,完成对倾角测量误差的补偿。最后,利用BP神经网络算法对周围环境的罗差进行修正。实验结果表明:通过对倾角测量误差的补偿,在°3 0°范围内,其倾角测量误差控制在°0.3°之内;能够将磁航向角测量误差由倾角测量误差补偿前的°1.8°降低到°0.6°,提高了电子磁罗盘的测量精度。 展开更多

关键词 电子磁罗盘 误差分析 倾角补偿 算法研究

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基于改进OPTICS算法的磁罗盘椭圆拟合误差补偿方法 被引量：5

7

作者 缪玲娟 吴子昊 +1 位作者 周志强 李正帅 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期174-180,共7页

为了避免磁罗盘原始数据中的奇异误差点对椭圆拟合精度造成不利影响,在常规最小二乘椭圆拟合算法中引入了基于密度聚类的OPTICS算法,并对OPTICS算法进行了改进,以降低复杂度,减小计算耗时。在椭圆拟合之前,使用改进的OPTICS算法对原始... 为了避免磁罗盘原始数据中的奇异误差点对椭圆拟合精度造成不利影响,在常规最小二乘椭圆拟合算法中引入了基于密度聚类的OPTICS算法,并对OPTICS算法进行了改进,以降低复杂度,减小计算耗时。在椭圆拟合之前,使用改进的OPTICS算法对原始传感器数据进行分类,识别并剔除数据中的奇异误差点,防止其污染原始数据集,提高椭圆拟合算法的拟合精度,从而提高航向角的解算精度。实验结果表明,与常规椭圆拟合算法相比,所提出的算法在东、南、西、北四个方向上合计航向角误差的均方根降低了27.5%,且改进后OPTICS算法的计算耗时比改进前降低了43.6%。 展开更多

关键词 磁罗盘 椭圆拟合 误差补偿 最小二乘法 OPTICS算法

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基于差分磁罗盘的动态干扰识别技术 被引量：3

8

作者 郝振海 杨新勇 黄圣国 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期445-450,共6页

为解决城市交通中低频动态磁场对磁罗盘的干扰问题,设计了基于差分磁罗盘和速率陀螺的组合航向系统.其基本原理是,当差分磁罗盘检测出动态低频干扰时,系统切换至陀螺工作方式.将磁场强度误差及其变化率、差分磁罗盘相对航向差及其变化... 为解决城市交通中低频动态磁场对磁罗盘的干扰问题,设计了基于差分磁罗盘和速率陀螺的组合航向系统.其基本原理是,当差分磁罗盘检测出动态低频干扰时,系统切换至陀螺工作方式.将磁场强度误差及其变化率、差分磁罗盘相对航向差及其变化率作为特征参数,提出了基于阈值判断-模糊c-均值分类的两级差分磁罗盘动态罗差识别技术.实验结果表明,系统的航向误差小于6,°动态干扰识别率超过70%. 展开更多

关键词 动态干扰 差分磁罗盘 模糊c-均值分类

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一种AMR磁罗盘的误差建模与校准方法 被引量：5

9

作者 孙宏伟 房建成 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期104-107,共4页

针对传统磁罗盘硬磁校准时容易受到外界干扰,标定校准为相对值的问题,详细分析了AMR(Anisotropic Magneto Resistance,各向异性磁阻效应)磁罗盘的系统误差并建立其误差模型,提出了标量校准方法用于磁罗盘的硬磁标定校准.与传统方法相比... 针对传统磁罗盘硬磁校准时容易受到外界干扰,标定校准为相对值的问题,详细分析了AMR(Anisotropic Magneto Resistance,各向异性磁阻效应)磁罗盘的系统误差并建立其误差模型,提出了标量校准方法用于磁罗盘的硬磁标定校准.与传统方法相比,该方法不需要确切的航向参考值,利用任意多位置下的大量测试数据通过迭代求取校准参数的最优解,通过施加约束避免校准过程中磁干扰的影响,并且校准值为绝对矢量.经过硬磁校准,磁罗盘航向精度提高7倍.实验结果验证了该方法的有效性和实用性. 展开更多

关键词 磁罗盘 标量校准 硬磁误差

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基于泊松方程的磁罗盘磁域自差修正 被引量：5

10

作者 张琦 周冉辉 +1 位作者 刘睿 陈浩 《舰船电子工程》 2011年第9期50-53,共4页

电子磁罗盘是现代车辆导航中重要设备,但至今尚未应用到船舶导航上。针对船载磁航向测量中存在的各种误差,分析了船载情况磁罗盘系统误差的形成原因和机理,在此基础上系统地研究了船载特殊情况中数字磁罗盘误差校正问题,并且具体给出基... 电子磁罗盘是现代车辆导航中重要设备,但至今尚未应用到船舶导航上。针对船载磁航向测量中存在的各种误差,分析了船载情况磁罗盘系统误差的形成原因和机理,在此基础上系统地研究了船载特殊情况中数字磁罗盘误差校正问题,并且具体给出基于泊松方程的磁域的误差修正方法,实验结果表明,该方法简单有效地实现磁航向误差校正,且补偿精度高、成本低。 展开更多

关键词 电子磁罗盘 磁阻传感器 误差补偿

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MIMU/GPS/磁罗盘组合导航系统算法研究 被引量：2

11

作者 刘莹 蔡体菁 祝燕华 《舰船电子工程》 2010年第4期86-88,共3页

在自行研制的微小型MIMU/GPS/磁罗盘组合导航系统上,深入研究了组合导航算法。该组合导航系统用FPGA芯片为主控制器,以TI公司高性能DSP芯片TMS320C6713作为导航解算协处理器。它采用了圆锥误差补偿和划船误差补偿的现代捷联导航算法和1... 在自行研制的微小型MIMU/GPS/磁罗盘组合导航系统上,深入研究了组合导航算法。该组合导航系统用FPGA芯片为主控制器,以TI公司高性能DSP芯片TMS320C6713作为导航解算协处理器。它采用了圆锥误差补偿和划船误差补偿的现代捷联导航算法和18阶状态变量的扩展Kalman滤波算法进行了组合导航参数计算。经室外车载试验表明,该组合导航系统的水平姿态误差小于0.2°,航向角误差小于0.3°,定位精度小于5m。 展开更多

关键词 微型惯性测量单元 GPS 磁罗盘 组合导航 卡尔曼滤波

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基于BP神经网络的磁罗盘误差补偿研究 被引量：1

12

作者 邵婷婷 樊延虎 +1 位作者 吕浩北 郭娜 《电子设计工程》 2014年第14期66-68,共3页

研制了一款基于磁阻传感器HMC1052/1051Z和MEMS加速度计ADXL203的磁罗盘,介绍了三轴磁阻罗盘的测量原理并分析了磁罗盘工作过程中可能存在的误差及其来源。针对样机的水平状态,利用前馈神经网络算法,建立了以测量航向角为输入、补偿后... 研制了一款基于磁阻传感器HMC1052/1051Z和MEMS加速度计ADXL203的磁罗盘,介绍了三轴磁阻罗盘的测量原理并分析了磁罗盘工作过程中可能存在的误差及其来源。针对样机的水平状态,利用前馈神经网络算法,建立了以测量航向角为输入、补偿后的航向角为输出的三层BP神经网络模型,并用样机的航向角采样数据进行仿真验证。实验数据表明,采用该BP神经网络补偿算法,可将航向角的精度从±35.73°提高至±0.5°以内,研制的样机可应用于普通导航领域。 展开更多

关键词 磁罗盘 航向角 BP神经网络 误差补偿

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一种手持式电子磁罗盘航向误差校正方法 被引量：4

13

作者 徐德昌 蔡成林 +1 位作者 李思民 王亚娜 《电子器件》 CAS 北大核心 2018年第5期1275-1279,共5页

针对传统的磁罗盘补偿方法计算量大、需要标定设备的问题,提出了一种利用陀螺仪相对航向辅助校准的方法。在分析磁罗盘误差的基础上建立了误差模型,采用梯度下降法解出姿态信息对磁场数据进行倾斜补偿,在陀螺仪相对航向角的辅助下,采用... 针对传统的磁罗盘补偿方法计算量大、需要标定设备的问题,提出了一种利用陀螺仪相对航向辅助校准的方法。在分析磁罗盘误差的基础上建立了误差模型,采用梯度下降法解出姿态信息对磁场数据进行倾斜补偿,在陀螺仪相对航向角的辅助下,采用最小二乘法拟合经过倾斜补偿后的磁场数据求解出误差模型的系数。实验数据表明,该算法能够有效的对磁罗盘误差进行补偿,可以将磁罗盘的航向角测量误差控制在1°之内。 展开更多

关键词 磁罗盘 航向误差 相对航向 梯度下降法 最小二乘法

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新型实用的电子磁罗盘设计 被引量：1

14

作者 马万明 李存志 +1 位作者 林晓春 郭艳艳 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期495-498,共4页

为提高罗盘精度,降低成本,携带方便,设计了一种新型实用的电子磁罗盘.当磁性材料趋于磁饱和后,电感自感系数与磁场强度成反比,在RL振荡电路中,振荡频率与自感系数成反比,所以振荡频率与磁场强度成正比.根据单片机测出RL振荡电路的频率,... 为提高罗盘精度,降低成本,携带方便,设计了一种新型实用的电子磁罗盘.当磁性材料趋于磁饱和后,电感自感系数与磁场强度成反比,在RL振荡电路中,振荡频率与自感系数成反比,所以振荡频率与磁场强度成正比.根据单片机测出RL振荡电路的频率,确定磁方位角.在液晶屏幕上显示实际测量角度值.用RL振荡电路正反充放电的方法消除了仪器本身引起的误差,并且用软件校正各种外界因素引起的误差.该罗盘用数字信号处理技术,抗干扰能力强,精度高,可靠性好.实际测试结果表明该仪器测量的数据误差小于1°,满足了实际应用的要求. 展开更多

关键词 地磁场 电子磁罗盘 单片机 磁传感器 振荡频率

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无人机磁罗盘校准与航向解算实验系统设计与实现 被引量：1

15

作者 唐劲飞 祁承超 王资 《空军预警学院学报》 2020年第5期387-390,共4页

针对无人机磁罗盘校准和航向解算缺乏专用实验系统问题,依据磁罗盘校准与航向解算相关理论,设计了以单片机为核心的实验系统.该实验系统使用永磁体模拟磁干扰,实现了磁场的采集、存储和显示;采用最小二乘法处理磁场数据,解算出硬磁干扰... 针对无人机磁罗盘校准和航向解算缺乏专用实验系统问题,依据磁罗盘校准与航向解算相关理论,设计了以单片机为核心的实验系统.该实验系统使用永磁体模拟磁干扰,实现了磁场的采集、存储和显示;采用最小二乘法处理磁场数据,解算出硬磁干扰系数;利用姿态传感器,获取俯仰角、滚转角,以辅助无人机空中任意姿态飞行时航向的解算.经测试,该实验系统符合精度要求且易于使用. 展开更多

关键词 无人机导航 磁罗盘校准 航向解算

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磁罗盘姿态数据采集和面向Web发布系统的实现 被引量：1

16

作者 吴嘉胜 曹大平 《信息技术》 2018年第8期29-33,38,共6页

针对磁罗盘在有线数据采集过程中,呈现出的安装、维护困难,人工参与多,数据分析、发布场景受限等问题,设计并实现了一种基于磁罗盘、GPRS、Java Web、Bootstrap等技术的磁罗盘姿态数据采集和面向Web发布系统。采集磁罗盘姿态数据并通过G... 针对磁罗盘在有线数据采集过程中,呈现出的安装、维护困难,人工参与多,数据分析、发布场景受限等问题,设计并实现了一种基于磁罗盘、GPRS、Java Web、Bootstrap等技术的磁罗盘姿态数据采集和面向Web发布系统。采集磁罗盘姿态数据并通过GPRS发布到由Java开发的Web后端,并提供基于HTML5、Bootstrap开发的响应式Web页面,使用户能够随时随地在不同设备上查看和控制磁罗盘数据的采集和处理。该系统为磁罗盘信息的网络化和共享化提供了一种有效便捷的解决方案。 展开更多

关键词 JAVA WEB BOOTSTRAP 磁罗盘 载体姿态数据采集 物联网

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飞机磁罗盘系统实物仿真平台的设计 被引量：1

17

作者 周督异 朱毅诚 +1 位作者 白锴迪 张迪 《科学技术创新》 2021年第17期190-191,共2页

飞机磁罗盘是一种依靠地磁场获得方位角信息的导航定位装置,其精度往往受到自身的非理想设计特性和外界干扰磁场(尤其以飞机上的设备及电子元件所形成的附加磁场为主)的影响,这种影响形成的误差即为罗差,需要对其进行研究、校正,从而满... 飞机磁罗盘是一种依靠地磁场获得方位角信息的导航定位装置,其精度往往受到自身的非理想设计特性和外界干扰磁场(尤其以飞机上的设备及电子元件所形成的附加磁场为主)的影响,这种影响形成的误差即为罗差,需要对其进行研究、校正,从而满足适航需求。由于飞机磁罗盘存在启动和校准时间长、安装和拆卸困难等其他方面问题,给研究者造成了诸多不便。针对这一问题,文章提出了一种备用的飞机磁罗盘系统实物仿真平台设备。通过试验表明,该设备可良好应用于实践教学研究。 展开更多

关键词 磁罗盘 仿真平台 罗差校验

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姿态航向参考系统中磁罗盘安装误差补偿研究

18

作者 贾京林 荀向东 李楠 《海军航空工程学院学报》 2011年第3期259-261,共3页

在飞行状态下,姿态航向参考系统的航向由磁航姿计算机的姿态和磁罗盘的磁通量算得,由于磁罗盘和航姿计算机在机上有安装误差,使得算出的航向有一定偏差,针对这一问题,文章提出了一种补偿机上磁罗盘安装误差的方法。机上试验表明：该方... 在飞行状态下,姿态航向参考系统的航向由磁航姿计算机的姿态和磁罗盘的磁通量算得,由于磁罗盘和航姿计算机在机上有安装误差,使得算出的航向有一定偏差,针对这一问题,文章提出了一种补偿机上磁罗盘安装误差的方法。机上试验表明：该方法补偿了磁罗盘在机上的安装误差,可有效提高磁航向的精度。 展开更多

关键词 姿态航向参考系统 数字磁罗盘 误差补偿

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利用GPS和救生艇磁罗盘的应急航行 被引量：1

19

作者 李汉滨 《中国航海》 CSCD 北大核心 1996年第1期89-90,共2页

船舶在航行过程，经常会遇到意想不到的突发事件，一位平日训练有素的船长在特殊情况下能够千方百计利用各种应急手段来保证船舶安全航行。该文记录了一次特殊情况下的应急航行。

关键词 应急航行 GPS 磁罗盘 船舶 救生艇

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一种应用于航空声呐浮标的磁罗盘设计 被引量：2

20

作者 张艳艳 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第11期160-163,共4页

本文简要分析磁通门传感器工作原理及其数学模型,根据航空声呐浮标实际应用需求,设计了一种基于磁通门传感器,具有功耗低、尺寸小、重量轻、可靠性高、误差小,具备工程实现批生产的磁罗盘。该磁罗盘经工程实践检验,工作稳定可靠,测方位... 本文简要分析磁通门传感器工作原理及其数学模型,根据航空声呐浮标实际应用需求,设计了一种基于磁通门传感器,具有功耗低、尺寸小、重量轻、可靠性高、误差小,具备工程实现批生产的磁罗盘。该磁罗盘经工程实践检验,工作稳定可靠,测方位均方根误差小于1°,为声呐浮标探测性能提供了有力保证。 展开更多

关键词 声呐浮标 磁罗盘 磁通门传感器

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