[发明专利]包含多光系原子磁力仪方向误差补偿的航空磁补偿方法有效

专利信息
申请号: 201910039920.7 申请日: 2019-01-16
公开(公告)号: CN110274586B 公开(公告)日: 2020-10-09
发明(设计)人: 郭弘;彭翔;王贺;王海东;都长平;刘洋 申请(专利权)人: 北京大学
主分类号: G01C17/38 分类号: G01C17/38
代理公司: 北京万象新悦知识产权代理有限公司 11360 代理人: 黄凤茹
地址: 100871*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 包含 多光系 原子 磁力 方向 误差 补偿 航空 方法
【权利要求书】:

1.一种航空磁补偿方法,通过建立包含多光系光泵原子磁力仪方向误差补偿模型的航空磁补偿模型,根据矢量磁力仪测量数据计算方向余弦,进行实时的航空磁补偿,可同时补偿多光系原子磁力仪方向误差和飞机机动磁干扰;包括如下步骤:

1)建立多光系原子磁力仪方向误差模型,表示为式1:

其中,Bh为多光系原子磁力仪方向误差模型计算的方向误差;bi为待回归的方向误差系数;hi为方向误差相关的方向余弦,表示为式2:

其中,i=1,2,3...n代表原子气室编号,n代表原子气室个数,地磁场与飞机坐标系XYZ轴的夹角记为αXYZ;当原子气室的安装方向为X轴时θi=αX,当原子气室的安装方向为Y轴时θi=αY,当原子气室的安装方向为Z轴时θi=αZ,φi是第i个原子气室上施加的交变磁场方向与与地磁场的夹角,当原子气室上施加的交变磁场方向沿着X轴时,φi=αX,当原子气室上施加的交变磁场方向沿着Y轴时,φi=αY,当原子气室上施加的交变磁场方向沿着Z轴时,φi=αZ

BX,BY,BZ是三分量磁通门磁力仪测得的三个垂直方向的磁场值;

2)建立包含多光系原子磁力仪方向误差模型的航空磁补偿模型,称为总模型,表示为式4:

其中,Bd为磁场总误差值;ai为待回归的磁补偿系数,Bh为多光系原子磁力仪方向误差模型计算的方向误差,μi是磁补偿相关的方向余弦,表示为式5:

3)飞机进行校准飞行,得到磁补偿系数ai和方向误差系数bi

4)此后,飞机在每次正常飞行时:

通过多光系原子磁力仪实时读取总磁场;

利用磁补偿系数ai和飞机矢量磁力仪实时得到的磁补偿相关的方向余弦μi和方向误差相关的方向余弦hi,计算得到飞机磁干扰和多光系原子磁力仪方向误差带来的总误差值;

总磁场中去掉总误差值,即可得到补偿后的总磁场值;

通过上述步骤,实现包含多光系原子磁力仪方向误差补偿的航空磁补偿。

2.如权利要求1所述的航空磁补偿方法,其特征是,步骤3)飞机进行校准飞行,具体执行如下操作:

3A.飞机进行三种机动动作,包括横滚、俯仰、偏航;

3B.通过多光系原子磁力仪实时读取总磁场信息,使用带通滤波器对总磁场值滤波;

3C.通过矢量磁力仪得到磁场三个垂直分量BX,BY,BZ;通过式3和式5计算得到磁补偿相关的方向余弦μi,使用相同的带通滤波器对方向余弦滤波;

3D.通过矢量磁力仪得到磁场三个垂直分量磁场值BX,BY,BZ,通过式2和式3计算得到方向误差相关的方向余弦hi,使用相同的带通滤波器对方向余弦滤波;

3E.利用包含多光系原子磁力仪方向误差模型的航空磁补偿模型,滤波后的磁场总误差值Bd,滤波后的磁补偿相关的方向余弦μi和方向误差相关的方向余弦hi,通过线性回归方法求解磁补偿系数ai和方向误差系数bi

3.如权利要求2所述的航空磁补偿方法,其特征是,步骤3A中,飞机进行三种机动动作的角度峰峰值分别为20°、10°、10°,每个机动动作三组,周期为4-12秒。

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