[发明专利]基于陀螺仪辅助的三轴磁强计全误差标定方法

摘要

本发明提出一种基于陀螺仪辅助的三轴磁强计全误差标定方法，适用于捷联惯性导航系统、手机等便携式导航设备，该方法采用三轴陀螺仪与三轴磁强计固连的传感器组合模块，利用长方体框架与传感器组合模块，对磁强计的软磁误差、硬磁误差、零偏误差、标度因子误差、非正交误差和安装误差进行标定。在有磁环境中，通过改变长方体框架的摆放朝向并旋转，获得三轴磁强计与三轴陀螺仪输出数据。第一步由陀螺仪输出辅助得到等旋转角度间隔的磁强计插值输出，第二步由磁强计插值输出线性运算得到误差系数矩阵和零偏向量标定值。本发明的方法具有设备要求低、操作简单、标定时间短、计算量小、精度高的优点。

主权项

1.一种基于陀螺仪辅助的三轴磁强计全误差标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将三轴陀螺仪与三轴磁强计固连组成的传感器组合模块安装于长方体框架内，并对框架的六个面分别编号为1～6，其中，编号规则为：1和2面相对，且垂直于传感器组合模块z轴，3和4面相对，且垂直于传感器组合模块y轴，5和6面相对，且垂直于传感器组合模块x轴；S2：设定旋转圈数n，将框架编号为1的面朝上置于光洁无磁平面上，绕垂直于平面的轴旋转框架超过n圈，得到1组三轴磁强计与三轴陀螺仪输出数据；S3：将编号为2～6的面分别朝上置于光洁无磁平面上，绕垂直于平面的轴旋转框架超过n圈，得到另外5组三轴磁强计与三轴陀螺仪输出数据；S4：设定插值间隔角度Δθ，并设定框架朝上的面的编号k；S5：通过敏感轴垂直于旋转平面陀螺仪的输出积分得到每个采样点的旋转角θ_j，并当θ_j≥360n，停止积分，保存各采样点旋转角θ；S6：根据各采样点旋转角θ与各采样点三轴磁强计输出m^k，计算等角度间隔的三轴磁强计插值输出；S7：改变框架朝上的面的编号k，重复步骤S5至S6，得到另外5组三轴磁强计插值输出，最终得到三轴磁强计插值输出S8：根据最终得到的三轴磁强计插值输出计算零偏误差向量；S9：获取垂直于平面的磁场分量h_⊥；S10：根据三轴磁强计插值输出与磁场分量h_⊥计算误差系数矩阵；S11：根据得到的所述零偏误差向量和所述误差系数矩阵，对三轴磁强计原始输出进行误差补偿。