CN110986923A - 一种地磁航向误差修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地磁航向误差修正方法，所述方法包括：利用地磁传感器获取地磁航向ψ_M；建立地磁航向误差表，地磁航向误差表分为360段，分别与地磁航向ψ_M的0‑360°一一对应；在卫星导航接收机定向标志字有效的情况下，对地磁航向误差表进行更新，得到更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}；对更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}进行平滑处理，得到平滑后的地磁航向误差表

在卫星导航接收机定向标志字无效的情况下，基于平滑后的地磁航向误差表

和地磁航向ψ_M获取修正后的地磁航向ψ。本发明的技术方案在卫星导航接收机定向标志字有效时对地磁航向误差进行建模，在卫星导航接收机定向标志字无效时利用所建立的地磁航向误差模型对地磁航向进行修正，从而保证航向精度。

Description

一种地磁航向误差修正方法

技术领域

本发明涉及组合导航技术领域，尤其涉及一种地磁航向误差修正方法。

背景技术

地磁航向传感器以其无累积误差的优点，成为低成本、低精度微机电惯导系统航向通道常用的辅助手段。为了克服周围磁场环境对地磁传感器的影响，通常需要对地磁传感器进行标定。然而，地磁传感器标定过程中的磁场分布与应用环境中的分布有明显差异，导致地磁传感器通常无法满足航向高精度要求。

发明内容

本发明提供了一种地磁航向误差修正方法，以解决地磁传感器无法满足航向高精度要求的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：

一种地磁航向误差修正方法，所述方法包括：

利用地磁传感器获取地磁航向ψ_M；

建立地磁航向误差表，地磁航向误差表分为360段，分别与地磁航向ψ_M的0-360°一一对应；

在卫星导航接收机定向标志字有效的情况下，对地磁航向误差表进行更新，得到更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}；

对更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}进行平滑处理，得到平滑后的地磁航向误差表

在卫星导航接收机定向标志字无效的情况下，基于平滑后的地磁航向误差表

和地磁航向ψ_M获取修正后的地磁航向ψ。

优选的，所述对地磁航向误差表进行更新，得到更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}包括：

利用卫星导航接收机获取卫星航向ψ_G；

基于地磁航向ψ_M和卫星航向ψ_G获取地磁航向误差δψ_M；

确定地磁航向误差表中与地磁航向ψ_M对应的段数；

基于地磁航向ψ_M对应的段数获取上一时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k-1；

基于地磁航向误差δψ_M和上一时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k-1获取当前时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k；

将当前时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k更新到地磁航向误差表中，得到更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}。

优选的，通过下式获取当前时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k：

δψ_Mj,k＝αδψ_Mj,k-1+(1-α)δψ_M，

式中，α为滤波器平滑系数。

优选的，所述基于平滑后的地磁航向误差表

和地磁航向ψ_M获取修正后的地磁航向ψ包括：

确定平滑后的地磁航向误差表

中与地磁航向ψ_M对应的段数；

基于地磁航向ψ_M对应的段数获取平滑后的地磁航向误差修正值

基于平滑后的地磁航向误差修正值

修正地磁航向ψ_M获取修正后的地磁航向ψ。

优选的，通过下式获取修正后的地磁航向ψ：

优选的，通过下式获取地磁航向误差δψ_M：

δψ_M＝ψ_G-ψ_M。

优选的，通过下式获取平滑后的地磁航向误差表

式中，n为平滑窗口。

应用本发明的技术方案，在卫星导航接收机定向标志字有效时对地磁航向误差进行建模，在卫星导航接收机定向标志字无效时利用所建立的地磁航向误差模型对地磁航向进行修正，从而保证航向精度。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的实施例提供的地磁航向误差修正方法的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了根据本发明的实施例提供的地磁航向误差修正方法的流程示意图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种地磁航向误差修正方法，所述方法包括：

S1、利用地磁传感器获取地磁航向ψ_M；

S2、建立地磁航向误差表，地磁航向误差表分为360段，分别与地磁航向ψ_M的0-360°一一对应；

S3、在卫星导航接收机定向标志字有效的情况下，对地磁航向误差表进行更新，得到更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}；

S4、对更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}进行平滑处理，得到平滑后的地磁航向误差表

S5、在卫星导航接收机定向标志字无效的情况下，基于平滑后的地磁航向误差表

和地磁航向ψ_M获取修正后的地磁航向ψ。

本发明实施例中提供的地磁航向误差修正方法在卫星导航接收机定向标志字有效时对地磁航向误差进行建模，在卫星导航接收机定向标志字无效时利用所建立的地磁航向误差模型对地磁航向进行修正，从而保证航向精度。

本发明一种实施例所述的对地磁航向误差表进行更新，得到更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}包括：

S31、利用卫星导航接收机获取卫星航向ψ_G；

S32、基于地磁航向ψ_M和卫星航向ψ_G获取地磁航向误差δψ_M；

S33、确定地磁航向误差表中与地磁航向ψ_M对应的段数；

S34、基于地磁航向ψ_M对应的段数获取上一时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k-1；

S35、基于地磁航向误差δψ_M和上一时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k-1获取当前时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k；

S36、将当前时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k更新到地磁航向误差表中，得到更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}。

其中，地磁航向误差表中与地磁航向ψ_M对应的每一段有一个地磁航向误差修正值，上电初始时刻的地磁航向误差表中每一个地磁航向误差修正值均为0。通过对地磁航向ψ_M向下取整来确定地磁航向误差表中与地磁航向ψ_M对应的段数。

本发明一种实施例所述的S32中，通过下式获取地磁航向误差δψ_M：

δψ_M＝ψ_G-ψ_M。

本发明一种实施例所述的地磁航向误差表更新过程中通过采用αβ滤波器来抑制瞬间测量噪声的影响，通过下式获取当前时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k：

δψ_Mj,k＝αδψ_Mj,k-1+(1-α)δψ_M，

式中，α为滤波器平滑系数。

本发明一种实施例所述的S4中，通过下式获取平滑后的地磁航向误差表

式中，n为平滑窗口。

本发明一种实施例所述的基于平滑后的地磁航向误差表

和地磁航向ψ_M获取修正后的地磁航向ψ包括：

S51、确定平滑后的地磁航向误差表

中与地磁航向ψ_M对应的段数；

S52、基于地磁航向ψ_M对应的段数获取平滑后的地磁航向误差修正值

S53、基于平滑后的地磁航向误差修正值

修正地磁航向ψ_M获取修正后的地磁航向ψ。

其中，通过对地磁航向ψ_M向下取整来确定平滑后的地磁航向误差表

中与地磁航向ψ_M对应的段数。

本发明一种实施例所述的S53中，通过下式获取修正后的地磁航向ψ：

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种地磁航向误差修正方法，其特征在于，所述方法包括：

利用地磁传感器获取地磁航向ψ_M；

建立地磁航向误差表，地磁航向误差表分为360段，分别与地磁航向ψ_M的0-360°一一对应；

在卫星导航接收机定向标志字有效的情况下，对地磁航向误差表进行更新，得到更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}；

对更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}进行平滑处理，得到平滑后的地磁航向误差表

在卫星导航接收机定向标志字无效的情况下，基于平滑后的地磁航向误差表

和地磁航向ψ_M获取修正后的地磁航向ψ。

2.根据权利要求1所述的一种地磁航向误差修正方法，其特征在于，所述对地磁航向误差表进行更新，得到更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}包括：

利用卫星导航接收机获取卫星航向ψ_G；

基于地磁航向ψ_M和卫星航向ψ_G获取地磁航向误差δψ_M；

确定地磁航向误差表中与地磁航向ψ_M对应的段数；

基于地磁航向ψ_M对应的段数获取上一时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k-1；

基于地磁航向误差δψ_M和上一时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k-1获取当前时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k；

将当前时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k更新到地磁航向误差表中，得到更新后的地磁航向误差表δψ_{Mi(i＝1...360)}。

3.根据权利要求2所述的一种地磁航向误差修正方法，其特征在于，通过下式获取当前时刻的地磁航向误差修正值δψ_Mj,k：

δψ_Mj,k＝αδψ_Mj,k-1+(1-α)δψ_M，

式中，α为滤波器平滑系数。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种地磁航向误差修正方法，其特征在于，所述基于平滑后的地磁航向误差表

和地磁航向ψ_M获取修正后的地磁航向ψ包括：

确定平滑后的地磁航向误差表

中与地磁航向ψ_M对应的段数；

基于地磁航向ψ_M对应的段数获取平滑后的地磁航向误差修正值

基于平滑后的地磁航向误差修正值

修正地磁航向ψ_M获取修正后的地磁航向ψ。

5.根据权利要求4所述的一种地磁航向误差修正方法，其特征在于，通过下式获取修正后的地磁航向ψ：

6.根据权利要求2所述的一种地磁航向误差修正方法，其特征在于，通过下式获取地磁航向误差δψ_M：

δψ_M＝ψ_G-ψ_M。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种地磁航向误差修正方法，其特征在于，通过下式获取平滑后的地磁航向误差表

式中，n为平滑窗口。

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