CN107631723B - 一种电磁罗经自动消磁补偿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁罗经自动消磁补偿的方法，包括如下步骤：1）电磁罗经开机，系统初始化；2）电磁罗经根据输入控制信号，判断是否进行自差补偿；3）自差补偿，判断船体是否处于消磁状态；自差补偿完成后，进入4）航向解算；4）航向解算，根据Z轴磁通量N，判断是否|N|>=XC：是，提取非消磁状态的自差补偿误差参数L₂,b₂，进行自差校正，输出航向；否，提取消磁状态的自差补偿误差参数L₁,b₁，进行自差校正，输出航向。本发明能够自动识别船体消磁状态，无需依赖任何外部消磁补偿设备，设备独立性好，操作简单。

Description

一种电磁罗经自动消磁补偿的方法

技术领域

本发明涉及船用导航技术领域，尤其涉及一种电磁罗经自动消磁补偿的方法。

背景技术

由于地磁场具有长期稳定的优点，利用磁通门原理测量地磁分量，通过解算得到载体航向的设备，相比利用各型陀螺仪作为核心测量单元的航向设备来说，具有高稳定、高可靠、无漂移、低成本的优点，适用于载体航向备份和应急处理。在船体开启和不开启消磁系统时，硬磁环境发生较大变化，对电磁罗经精度影响较大，导致电磁罗经输出航向有较大的不准确性。因而如何消除消磁对磁罗经的干扰问题是电磁罗经的关键技术。

传统电磁罗经硬磁补偿采用磁棒的方式来调试消除船体的硬磁干扰，保证电磁罗经的精度，此方法无法应对船体消磁系统开启时保证电磁罗经精度不受影响的问题，且操作复杂；或利用消磁系统的消磁补偿单元提供的电信号，设备独立性差，成本高，且算法复杂。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种电磁罗经自动消磁补偿的方法，能够自动识别船体消磁状态，无需依赖任何外部消磁补偿设备，设备独立性好，操作简单。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种电磁罗经自动消磁补偿的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）电磁罗经开机，系统初始化；

2）电磁罗经根据输入控制信号，判断是否进行自差补偿：是，进入3)自差补偿；否，进入4）航向解算；

3）自差补偿，电磁罗经根据输入控制信号判断船体是否处于消磁状态；

是，初始化消磁状态下的自差参数L₁=0,b₁=0，重新采集电磁罗经原始数据，解算电磁罗经的自差补偿参数L₁,b₁，并记录电磁罗经Z轴磁通量N₁，更新存储参数L₁、b₁、N₁；

否，初始化非消磁状态下的自差参数L₂=0,b₂=0，重新采集电磁罗经原始数据，解算电磁罗经的自差补偿参数L₂,b₂，并记录电磁罗经Z轴磁通量N₂，更新存储参数L₂、b₂、N₂；

然后，计算平均磁通量XC=|(N₁+N₂)/2|，并更新XC；

自差补偿完成后，进入4）航向解算；

4）航向解算，根据Z轴磁通量N，判断是否|N| >=XC：

是，提取非消磁状态的自差补偿误差参数L₂,b₂，进行自差校正，输出航向；

否，提取消磁状态的自差补偿误差参数L₁,b₁，进行自差校正，输出航向。

进一步地，所述自差校正过程如下：

首先，通过电磁罗经检测在水平面圆周上均布的16个位置的航向角ψ（i），i=1…16；

然后，将航向角ψ（i）与真值比较，提取自差补偿误差参数b1[7]或b2[7],解算航向误差zc：

zc（i）=b1₁+b1₂sinψ（i）+b1₃cosψ（i）+b1₄sin2ψ（i）+b1₅cos2ψ（i）

+0.3b1₆sin4ψ（i）+0.3b1₇cos4ψ（i）；

或者：

zc（i）=b2₁+b2₂sinψ（i）+b2₃cosψ（i）+b2₄sin2ψ（i）+b2₅cos2ψ（i）

+0.3b2₆sin4ψ（i）+0.3b2₇cos4ψ（i）；

最后，根据航向误差zc解算载体磁航向angle：

angle（i） = ψ（i）+ zc（i）。

本发明主要从两个方面解决自动消除船体消磁影响的问题，一是船体消磁状态和非消磁状态对电磁罗经的影响主要表征为垂直磁场的变化，也即硬磁干扰的变化，在两种状态下垂直磁场磁通量有很明显变化，因此本技术方案通过电磁罗经自带的Z轴（与船体甲板平面垂直，感应垂直磁场）磁通量大小来自动判断船体是否为消磁状态；二是基于船体消磁或非消磁状态为同一时间段的恒态；在相同的状态下，垂直磁场是恒定不变的，也即硬磁环境恒定，此时硬磁对地磁影响是可标定可控制的。因此本方案通过在两种状态下分别进行自差补偿的方式，保证电磁罗经在船体消磁和非消磁两种状态下保证精度；并通过Z轴（与船体甲板平面垂直，感应垂直磁场）磁通量大小来自动选择自差补偿参数。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：1.自动识别船体消磁状态，无需依赖任何外部消磁补偿设备，设备独立性好。2.采用软件方式自动进行消磁补偿，不增加任何设备，便于设备小型化，降低设备成本，且操作简单，使用方便。

附图说明

图1为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1，一种电磁罗经自动消磁补偿的方法，包括如下步骤：

1）电磁罗经开机，系统初始化。

2）电磁罗经根据输入控制信号，判断是否进行自差补偿：是，进入3)自差补偿；否，进入4）航向解算。

3）自差补偿，电磁罗经根据输入控制信号判断船体是否处于消磁状态；

是，初始化消磁状态下的自差参数L₁=0,b₁=0，重新采集电磁罗经原始数据，解算电磁罗经的自差补偿参数L₁,b₁，并记录电磁罗经Z轴磁通量N₁，更新存储参数L₁、b₁、N₁。

否，初始化非消磁状态下的自差参数L₂=0,b₂=0，重新采集电磁罗经原始数据，解算电磁罗经的自差补偿参数L₂,b₂，并记录电磁罗经Z轴磁通量N₂，更新存储参数L₂、b₂、N₂。

然后，计算平均磁通量XC=|(N₁+N₂)/2|，并更新XC；

自差补偿完成后，进入4）航向解算。

4）航向解算，根据Z轴磁通量N，判断是否|N| >=XC：

是，提取非消磁状态的自差补偿误差参数L₂,b₂，进行自差校正，输出航向；

否，提取消磁状态的自差补偿误差参数L₁,b₁，进行自差校正，输出航向。

其中，所述自差校正过程如下：

首先，通过电磁罗经检测在水平面圆周上均布的16个位置的航向角ψ（i），i=1…16；

然后，将航向角ψ（i）与真值比较，提取自差补偿误差参数b1[7]或b2[7],解算航向误差zc：

zc（i）=b1₁+b1₂sinψ（i）+b1₃cosψ（i）+b1₄sin2ψ（i）+b1₅cos2ψ（i）

+0.3b1₆sin4ψ（i）+0.3b1₇cos4ψ（i）；

或者：

zc（i）=b2₁+b2₂sinψ（i）+b2₃cosψ（i）+b2₄sin2ψ（i）+b2₅cos2ψ（i）

+0.3b2₆sin4ψ（i）+0.3b2₇cos4ψ（i）；

最后，根据航向误差zc解算载体磁航向angle：

angle（i） = ψ（i）+ zc（i）。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种电磁罗经自动消磁补偿的方法，包括如下步骤：

1）电磁罗经开机，系统初始化；

2）电磁罗经根据输入控制信号，判断是否进行自差补偿：是，进入3)自差补偿；否，进入4）航向解算；其特征在于：

3）自差补偿，电磁罗经根据输入控制信号判断船体是否处于消磁状态；

是，初始化消磁状态下的自差参数L₁=0,b₁=0，重新采集电磁罗经原始数据，解算电磁罗经的自差补偿参数L₁,b₁，并记录电磁罗经Z轴磁通量N₁，更新存储参数L₁、b₁、N₁；

否，初始化非消磁状态下的自差参数L₂=0,b₂=0，重新采集电磁罗经原始数据，解算电磁罗经的自差补偿参数L₂,b₂，并记录电磁罗经Z轴磁通量N₂，更新存储参数L₂、b₂、N₂；

然后，计算平均磁通量XC=|(N₁+N₂)/2|，并更新XC；

自差补偿完成后，进入4）航向解算；

4）航向解算，根据Z轴磁通量N，判断是否|N| >=XC：

是，提取非消磁状态的自差补偿误差参数L₂,b₂，进行自差校正，输出航向；

否，提取消磁状态的自差补偿误差参数L₁,b₁，进行自差校正，输出航向。

2.根据权利要求1所述的一种电磁罗经自动消磁补偿的方法，其特征在于：所述自差校正过程如下：

首先，通过电磁罗经检测在水平面圆周上均布的16个位置的航向角ψ（i），i=1…16；

然后，将航向角ψ（i）与真值比较，提取自差补偿误差参数b1[7]或b2[7],解算航向误差zc：

zc（i）=b1₁+b1₂sinψ（i）+b1₃cosψ（i）+b1₄sin2ψ（i）+b1₅cos2ψ（i）

+0.3b1₆sin4ψ（i）+0.3b1₇cos4ψ（i）；

或者：

zc（i）=b2₁+b2₂sinψ（i）+b2₃cosψ（i）+b2₄sin2ψ（i）+b2₅cos2ψ（i）

+0.3b2₆sin4ψ（i）+0.3b2₇cos4ψ（i）；

最后，根据航向误差zc解算载体磁航向angle：

angle（i） = ψ（i）+ zc（i）。

Images