[发明专利]旋转弹捷联地磁传感器与陀螺串联校准方法

权利要求书

1.一种旋转弹捷联地磁传感器与陀螺串联校准方法，其特征在于，包括：

S1采集校准点地磁场强度并采集旋转弹的三轴地磁传感器测量值

S2利用所述三轴地磁传感器测量值根据地磁测量原理，拟合椭球参数A和X₀；

S3结合所述计算得到地磁传感器误差参数矩阵K_m和零偏误差

S4构建地磁传感器测量误差模型，对所述补偿得到三轴地磁传感器理论输出

S5选取所述三轴地磁传感器理论输出作为滤波器的观测变量Z(t)，选取弹体姿态四元数q、陀螺误差相关参数C和零偏误差ε_g作为滤波器状态变量的系统状态方程；

S6构建陀螺误差参数滤波模型，采用EKF滤波算法完成状态方程X(k)的最优滤波估计计算得陀螺误差参数矩阵的逆矩阵估计值和零偏误差估计值

S7构建三轴陀螺测量误差模型，对三轴陀螺测量值ω_m补偿得到理论输出ω_i′。

2.根据权利要求1所述的一种旋转弹捷联地磁传感器与陀螺串联校准方法，其特征在于，所述地磁测量原理，具体为：

定义：地磁传感器在不同姿态下的测量输出数据分布在一个标准椭球曲面上，其椭球方程为：

F(η,z)＝a₁x²+a₂y²+a₃z²+2a₄xy+2a₅xz+2a₆yz+2a₇x+2a₈y+2a₉z+a₀＝0；

上式中，η＝[a₁,a₂,a₃,a₄,a₅,a₆,a₇,a₈,a₉]^T为椭球参数，a₀是常数；F(η,z)为地磁传感器测量输出数据x,y,z到该椭球曲面F(η,z)＝0的距离，x,y,z分别对应为三轴地磁传感器各轴测量输出值

3.根据权利要求2所述的一种旋转弹捷联地磁传感器与陀螺串联校准方法，其特征在于，所述拟合椭球参数A和X₀，具体为：

拟合椭球方程，公式为：

选取所述F(η,z)的平方和的最小值作为拟合准则，所述拟合准则公式为：

上式中，为椭球形状矩阵；为椭球中心点，为A逆矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种旋转弹捷联地磁传感器与陀螺串联校准方法，其特征在于，所述S3，还包括：

令所述与所述地磁传感器误差参数矩阵K_m和零偏误差的关系为：

地磁传感器误差参数K_m和的计算公式为：

上式中，为三轴地磁传感器误差参数矩阵，c_xx,c_yy,c_zz为地磁传感器各轴灵敏度误差系数，c_xy,c_xz,c_zy为包含安装误差角地内的地磁传感器三轴间不正交误差参数；K^-1_m为地磁传感器误差参数K_m的逆矩阵；为地磁传感器的零偏误差。

5.根据权利要求1所述的一种旋转弹捷联地磁传感器与陀螺串联校准方法，其特征在于，所述地磁传感器测量误差模型，具体为：

定义地磁传感器实际测量输出为：

上式中，为三轴地磁传感器理想输出,是参考坐标系下的地磁场分量；v(t)为磁传感器测量白色噪声；q＝[q₀,q₁,q₂,q₃]^T为旋转弹姿态四元数，为姿态四元数矩阵。