CN114111835B - 实时磁场标定系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实时磁场标定系统和方法。实时磁场标定系统包括三轴磁力计、捷联惯导模块、信号采集模块、采样点存储模块、磁场标定逻辑控制模块、标定系数计算模块和磁场信号校准模块。三轴磁力计用于实时测量磁场信号，捷联惯导模块用于测量姿态角信息。信号采集模块用于采集磁场向量和对应的三个姿态角信息。采样点存储模块判断当前采样点为水平面内点还是水平面外点，并把水平面内点和水平面外点分别存储到水平面内点列表和水平面外点列表，实时更新水平面内点列表和水平面外点列表。磁场标定逻辑控制模块根据存储的水平面内点存储列表和水平面外点存储列表进行椭圆或者椭球方程的拟合，求解出方程系数。标定系数计算模块根据拟合出的方程系数计算更新得到磁场标定系数矩阵G和H。磁场信号校准模块根据磁场标定系数矩阵对当前采集到的磁场原始输出信号进行校准。

Description

实时磁场标定系统和方法

技术领域

本发明涉及惯性导航技术领域，尤其涉及惯性导航技术中的磁场标定和校准技术。

背景技术

磁力计测量地磁场在载体三个方向的分量，计算出磁航向角，辅助低成本捷联惯导系统实现定向功能，具有抗冲击性、抗振动性等优点，但地磁场测量信号容易受到硬铁干扰和软铁干扰的影响。在固定地点，可以通过磁场标定的方法消除硬铁干扰和软铁干扰的影响。但是当载体在较大范围内运动时，干扰会随之变化，导致磁航向角误差很大，甚至导致定向功能失效。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种实时的磁场标定系统和方法，采集磁力计三个方向的原始输出信号，经过处理后，一方面消除磁场干扰随时间和地点的变化影响，另一方面计算出更准确的标定系数，最终用于磁场校准，得到磁力计三个方向更准确的输出信号，减小各种干扰造成的影响。

本发明提供一种实时磁场标定系统。实时磁场标定系统包括三轴磁力计、捷联惯导模块、信号采集模块、采样点存储模块、磁场标定逻辑控制模块、标定系数计算模块和磁场信号校准模块。三轴磁力计用于实时测量磁场信号，捷联惯导模块用于测量姿态角信息。信号采集模块用于采集磁场向量和对应的三个姿态角信息。采样点存储模块判断当前采样点为水平面内点还是水平面外点，并把水平面内点和水平面外点分别存储到水平面内点列表和水平面外点列表，实时更新水平面内点列表和水平面外点列表。磁场标定逻辑控制模块根据存储的水平面内点存储列表和水平面外点存储列表进行椭圆或者椭球方程的拟合，求解出方程系数。标定系数计算模块根据拟合出的方程系数计算更新得到磁场标定系数矩阵G和H。磁场信号校准模块根据磁场标定系数矩阵对当前采集到的磁场原始输出信号进行校准。

具体的，所述三轴磁力计用于实时测量磁场信号，捷联惯导模块用于测量姿态角信息包括：三轴磁力计用于测量地磁场在载体三个方向的分量M_x、M_y、M_z，通过三轴磁力计测量得到当前的磁场向量M＝[M_x,M_y,M_z]^T。捷联惯导模块用于实时获取三个姿态角，包括俯仰角θ(取值范围至/>)、滚动角γ(取值范围-π至π)、航向角ψ(取值范围-π至π)，

所述信号采集模块用于采集磁场向量和对应的三个姿态角信息包括：信号采集模块实时采集磁力计三个方向的磁场原始输出信号M_x、M_y、M_z和捷联惯导模块采集的俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ。

所述采样点存储模块判断当前采样点为水平面内点还是水平面外点，并把水平面内点和水平面外点分别存储到水平面内点列表和水平面外点列表，实时更新水平面内点列表和水平面外点列表具体包括：采样点存储模块首先判断当前获得的采样点是水平面内点还是水平面外点，如果当前磁场向量M对应的俯仰角θ<θ₀(为设定值)并且滚动角γ<γ₀(/>为设定值)，认为当前采样点是水平面内点，否则认为采样点是水平面外点。设水平面内点存储列表为A_i(i＝1,2,…N₀)，N₀为自然数，通常N₀<100,优选N₀＝30个存储点，初始化为零向量；水平面外点存储列表为B_j(j＝1,2,…N₁)，N₁为自然数，通常N₁<100,优选N₁＝50个存储点，初始化为零向量。如果采样点是水平面内点，对应的航向角为ψ，/>最近的正整数为i，则存储点A_i＝M＝[M_x,M_y,M_z]^T。如果采样点是水平面外点，当前计数器变量FC(从1开始计数、计数范围1～N₁)，采样点归一化向量和上一个存储点归一化向量的点积小于0.9，即

(当FC＝1时将B_FC-1替换为/>)

则令j＝FC,B_j＝M，计数器变量FC数值加1。当计数器变量FC＞N₁时，令FC＝1从头开始计数循环。

所述磁场标定逻辑控制模块根据存储的水平面内点存储列表和水平面外点存储列表进行椭圆或者椭球方程的拟合，求解出方程系数包括：设待拟合椭球方程的数学模型：ax²+by²+cz²+2fxy+2gxz+2hyz+2px+2qy+2rz+d＝0,

式中参数a、b、c、f、g、h、p、q、r、d为待求解系数；特别的，当系数c＝g＝h＝r＝0时，椭球方程退化成特例椭圆方程。设水平面内点存储列表中非零向量有L₀个(即已经存储了L₀个采样点并且L₀≤N₀)，水平面外点存储列表中非零向量有L₁个(即已经存储了L₁个采样点并且L₁≤N₁)，当L₀≥20并且L₁<15时，启动椭圆方程系数的求解并计算磁场标定系数，当L₀≥20并且L₁≥15时，启动椭球方程系数的求解工作并计算磁场标定系数。

所述标定系数计算模块根据拟合出的方程系数计算更新得到磁场标定系数矩阵包括：如果当前时刻能拟合得到椭圆方程或者椭球方程的系数，则进行磁场标定系数矩阵的更新,具体过程如下：

已知地球磁场强度为m_e，对于拟合出来的方程：

ax²+by²+cz²+2fxy+2gxz+2hyz+2px+2qy+2rz+d＝0

设矩阵H_E和H_F如下：

得到矩阵

将矩阵H_M进行奇异值分解(矩阵奇异值的分解为公知的数学方法)：

H_M＝UΣU^T

计算得到磁场标定系数矩阵G和H：

所述磁场信号校准模块根据磁场标定系数矩阵对当前采集到的磁场原始输出信号进行校准包括：磁场信号校准模块用于根据标定系数计算模块实时计算得到的磁场标定系数矩阵G和H，对当前磁力计采集的磁场原始输出信号为M_x、M_y、M_z进行磁场信号校准，则校准后的磁力计三个方向的磁场输出信号：

本发明提供一种实时磁场标定方法，该方法包括：步骤一，三轴磁力计实时测量磁场信号，捷联惯导模块测量姿态角信息；步骤二，信号采集模块采集磁场向量和对应的三个姿态角信息；步骤三，采样点存储模块判断当前采样点为水平面内点还是水平面外点，并把水平面内点和水平面外点分别存储到水平面内点列表和水平面外点列表，并实时更新水平面内点列表和水平面外点列表；步骤四，磁场标定逻辑控制模块根据水平面内点列表和水平面外点列表中的数据进行椭圆或者椭球方程的拟合，求解出方程系数；步骤五，标定系数计算模块根据拟合出的方程系数计算更新得到磁场标定系数矩阵G和H；步骤六，磁场信号校准模块根据磁场标定系数矩阵G和H对当前采集到的磁场原始输出信号进行校准。

本发明提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中包括计算机程序代码，其特征在于，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机实现上述实时磁场标定方法。

附图说明

图1实时磁场标定系统实施例

图2实时磁场标定方法流程

实施方式

图1示出本发明的实时磁场标定系统的一实施例。该系统包括三轴磁力计、捷联惯导模块、信号采集模块(1)、采样点存储模块(2)、磁场标定逻辑控制模块(3)、标定系数计算模块(4)和磁场信号校准模块(5)。

其中三轴磁力计用于测量地磁场在载体三个方向的分量，捷联惯导模块用于实时获取三个姿态角，包括俯仰角θ(取值范围至/>)、滚动角γ(取值范围-π至π)、航向角ψ(取值范围-π至π)，信号采集模块实时采集磁力计输出的三个方向的磁场原始输出信号M_x、M_y、M_z和捷联惯导模块输出的俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ。

采样点存储模块用于存储信号采集模块采集到的原始输出信号M_x、M_y、M_z和捷联惯导模块采集的俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ。通过三轴磁力计测量采集得到当前的磁场向量M＝[M_x,M_y,M_z]^T，通过捷联惯导模块测量采集得到当前对应的三个姿态角为俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ。首先采样点存储模块判断当前采样点是水平面内点还是水平面外点，如果当前磁场向量M对应的俯仰角θ<θ₀(为设定值)并且滚动角γ<γ₀(/>为设定值)，认为当前采样点是水平面内点，否则认为采样点是水平面外点。设水平面内点存储列表为A_i(i＝1,2,…N₀)，N₀为自然数，通常N₀<100,优选N₀＝30个存储点，初始化为零向量；水平面外点存储列表为B_j(j＝1,2,…N₁)，N₁为自然数，通常N₁<100,优选N₁＝50个存储点，初始化为零向量。如果采样点是水平面内点，对应的航向角为ψ，/>最近的正整数为i，则存储点A_i＝M＝[M_x,M_y,M_z]^T。如果采样点是水平面外点，当前计数器变量FC(从1开始计数、计数范围1～N₁)，采样点归一化向量和上一个存储点归一化向量的点积小于0.9，即(当FC＝1时将B_FC-1替换为/>)，则令j＝FC,B_j＝M，计数器变量FC数值加1。当计数器变量FC＞N₁时，令FC＝1从头开始计数循环。

磁场标定逻辑控制模块用于根据存储的采样点进行椭圆或者椭球方程的拟合，求解出方程系数。设待拟合椭球方程的数学模型：

ax²+by²+cz²+2fxy+2gxz+2hyz+2px+2qy+2rz+d＝0

式中参数a、b、c、f、g、h、p、q、r、d为待求解系数。

特别的，当系数c＝g＝h＝r＝0时，椭球方程退化成特例椭圆方程。

设水平面内点存储列表中非零向量有L₀个(即已经存储了L₀个采样点并且L₀≤N₀)，水平面外点存储列表中非零向量有L₁个(即已经存储了L₁个采样点并且L₁≤N₁)，应用以下的判断逻辑：

当L₀≥20并且L₁<15时，启动椭圆方程系数的求解工作并计算磁场标定系数。

当L₀≥20并且L₁≥15时，启动椭球方程系数的求解工作并计算磁场标定系数。

(1)椭圆方程系数的求解方法

进行椭圆方程的拟合时，水平面内点存储列表中存储了L₀个采样点。第i(i＝1,2,...L₀)个采样点A_i＝[M_ix,M_iy,M_iz]^T，A_i是非零向量。

构造L₀×6维矩阵D：

构造6×6维矩阵C：

求解矩阵D^TDC的特征值和特征向量(矩阵特征值和特征向量的求解为公知的数学方法)，如果非零特征值为λ、对应的特征向量V＝[V₁ V₂ V₃ V₄ V₅ V₆]，则得到拟合的椭圆方程系数：

(2)椭球方程系数的求解方法

进行椭球方程的拟合时，水平面内点存储列表中存储了L₀个采样点，水平面外点存储列表中存储了L₁个采样点。令L＝L₀+L₁，第i(i＝1,2,...L)个采样点M_i＝[M_ix,M_iy,M_iz]^T，M_i是非零向量。

构造L×10维矩阵D：

对于设计的系数k，构造6×6维的矩阵C₁：

得到10×10维的矩阵C：

椭球方程系数的求解步骤如下：

步骤1：系数k取一个初始值k＝4.0；

步骤2：求解矩阵D^TDC的特征值和特征向量(矩阵特征值和特征向量的求解为公知的数学方法)。如果存在非零特征值λ＞0、对应的特征向量为V，转到步骤3，否则转到步骤4；

步骤3：非零特征值λ对应的特征向量

V＝[V₁ V₂ V₃ V₄ V₅ V₆ V₇ V₈ V₉ V₁₀]

如果转到步骤5；

步骤4：当3.1≤k≤4.0时，用k-0.1替代k，转到步骤2；当k＝3时，结束；

步骤5：确定椭球方程系数

如果当前时刻能拟合得到椭圆方程或者椭球方程的系数，则标定系数计算模块进行磁场标定系数矩阵的计算和更新。

已知地球磁场强度为m_e，对于拟合出来的方程：

ax²+by²+cz²+2fxy+2gxz+2hyz+2px+2qy+2rz+d＝0

设矩阵H_E和H_F如下：

得到矩阵

将矩阵H_M进行奇异值分解(矩阵奇异值的分解为公知的数学方法)：

H_M＝UΣU^T

计算得到磁场标定系数矩阵G和H：

磁场信号校准模块用于根据标定系数计算模块实时计算得到的磁场标定系数矩阵G和H，对当前磁力计采集的磁场原始输出信号为M_x、M_y、M_z进行磁场信号校准，则校准后的磁力计三个方向的磁场输出信号：

图2示出本发明的实时磁场标定系统中的实施方法。该实时磁场标定系统包括三轴磁力计、捷联惯导模块、信号采集模块(1)、采样点存储模块(2)、磁场标定逻辑控制模块(3)、标定系数计算模块(4)和磁场信号校准模块(5)。

步骤一，三轴磁力计实时测量地磁场在载体三个方向的分量，捷联惯导模块实时测量三个姿态角，包括俯仰角θ(取值范围至/>)、滚动角γ(取值范围-π至π)、航向角ψ(取值范围-π至π)，信号采集模块实时采集磁力计输出的三个方向的磁场原始输出信号M_x、M_y、M_z和捷联惯导模块输出的俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ。

步骤二，信号采集模块采集三轴磁力计测量输出的磁场向量M＝[M_x,M_y,M_z]^T，采集捷联惯导模块输出的当前磁场向量对应的三个姿态角，即俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ。

步骤三，采样点存储模块存储信号采集模块采集到的原始磁场信号M_x、M_y、M_z和俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ。通过三轴磁力计测量采集得到当前的磁场向量M＝[M_x,M_y,M_z]^T，通过捷联惯导模块测量采集得到当前对应的三个姿态角为俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ。具体过程为，采样点存储模块判断当前采样点是水平面内点还是水平面外点，如果当前磁场向量M对应的俯仰角θ<θ₀(为设定值)并且滚动角γ<γ₀(/>为设定值)，认为当前采样点是水平面内点，否则认为采样点是水平面外点。设水平面内点存储列表为A_i(i＝1,2,…N₀)，N₀为自然数，通常N₀<100,优选N₀＝30个存储点，初始化为零向量；水平面外点存储列表为B_j(j＝1,2,…N₁)，N₁为自然数，通常N₁<100,优选N₁＝50个存储点，初始化为零向量。如果采样点是水平面内点，对应的航向角为ψ，/>最近的正整数为i，则存储点A_i＝M＝[M_x,M_y,M_z]^T。如果采样点是水平面外点，当前计数器变量FC(从1开始计数、计数范围1～N₁)，采样点归一化向量和上一个存储点归一化向量的点积小于0.9，即

(当FC＝1时将B_FC-1替换为/>)，则令j＝FC,B_j＝M，计数器变量FC数值加1。当计数器变量FC＞N₁时，令FC＝1从头开始计数循环。

步骤四，磁场标定逻辑控制模块根据存储的采样点进行椭圆或者椭球方程的拟合，求解出方程系数。设待拟合椭球方程的数学模型：

ax²+by²+cz²+2fxy+2gxz+2hyz+2px+2qy+2rz+d＝0

式中参数a、b、c、f、g、h、p、q、r、d为待求解系数。

特别的，当系数c＝g＝h＝r＝0时，椭球方程退化成特例椭圆方程。

设水平面内点存储列表中非零向量有L₀个(即已经存储了L₀个采样点并且L₀≤N₀)，水平面外点存储列表中非零向量有L₁个(即已经存储了L₁个采样点并且L₁≤N₁)。

当L₀≥20并且L₁<15时，启动椭圆方程系数的求解工作并计算磁场标定系数。

当L₀≥20并且L₁≥15时，启动椭球方程系数的求解工作并计算磁场标定系数。

(1)椭圆方程系数的求解方法

进行椭圆方程的拟合时，水平面内点存储列表中存储了L₀个采样点。第i(i＝1,2,...L₀)个采样点A_i＝[M_ix,M_iy,M_iz]^T，A_i是非零向量。

构造L₀×6维矩阵D：

构造6×6维矩阵C：

求解矩阵D^TDC的特征值和特征向量(矩阵特征值和特征向量的求解为公知的数学方法)，如果非零特征值为λ、对应的特征向量V＝[V₁ V₂ V₃ V₄ V₅ V₆]，则得到拟合的椭圆方程系数：

(2)椭球方程系数的求解方法

进行椭球方程的拟合时，水平面内点存储列表中存储了L₀个采样点，水平面外点存储列表中存储了L₁个采样点。令L＝L₀+L₁，第i(i＝1,2,...L)个采样点M_i＝[M_ix,M_iy,M_iz]^T，M_i是非零向量。

构造L×10维矩阵D：

对于设计的系数k，构造6×6维的矩阵C₁：

得到10×10维的矩阵C：

椭球方程系数的求解步骤如下：

步骤1：系数k取一个初始值k＝4.0；

步骤2：求解矩阵D^TDC的特征值和特征向量(矩阵特征值和特征向量的求解为公知的数学方法)。如果存在非零特征值λ＞0、对应的特征向量为V，转到步骤3，否则转到步骤4；

步骤3：非零特征值λ对应的特征向量

V＝[V₁ V₂ V₃ V₄ V₅ V₆ V₇ V₈ V₉ V₁₀],

如果转到步骤5；

步骤4：当3.1≤k≤4.0时，用k-0.1替代k，转到步骤2；当k＝3时，结束；

步骤5：确定椭球方程系数

步骤五，标定系数计算模块计算磁场标定系数，更新磁场标定系数矩阵。

如果当前时刻能拟合得到椭圆方程或者椭球方程的系数，则标定系数计算模块进行磁场标定系数矩阵的计算和更新。

已知地球磁场强度为m_e，对于拟合出来的方程：

ax²+by²+cz²+2fxy+2gxz+2hyz+2px+2qy+2rz+d＝0

设矩阵H_E和H_F如下：

得到矩阵

将矩阵H_M进行奇异值分解(矩阵奇异值的分解为公知的数学方法)：

H_M＝UΣU^T

计算得到磁场标定系数矩阵G和H：

步骤六，磁场信号校准模块根据计算出的磁场标定系数矩阵G和H对当前磁力计采集的磁场原始输出信号为M_x、M_y、M_z进行磁场信号校准。校准后的磁力计三个方向的磁场输出信号：

本发明实施例中的部分模块可以用处理器实现，可以是通用处理器，例如但不限于，中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，也可以是专用处理器，例如但不限于，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、应用专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)和现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)等。此外，处理器702还可以是多个处理器的组合。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实时磁场标定系统，包括三轴磁力计、捷联惯导模块、信号采集模块、采样点存储模块、磁场标定逻辑控制模块、标定系数计算模块和磁场信号校准模块，其中，三轴磁力计用于实时测量磁场信号，捷联惯导模块用于测量姿态角信息，信号采集模块用于采集磁场向量和对应的三个姿态角信息，采样点存储模块判断当前采样点为水平面内点还是水平面外点，并把水平面内点和水平面外点分别存储到水平面内点存储列表和水平面外点存储列表，实时更新水平面内点列表和水平面外点列表，磁场标定逻辑控制模块根据存储的水平面内点存储列表和水平面外点存储列表进行椭圆或者椭球方程的拟合，求解出方程系数，标定系数计算模块根据拟合出的方程系数计算更新得到磁场标定系数矩阵G和H，磁场信号校准模块根据磁场标定系数矩阵对当前采集到的磁场原始输出信号进行校准。

2.如权利要求1所述的实时磁场标定系统，所述三轴磁力计用于实时测量磁场信号，捷联惯导模块用于测量姿态角信息包括：三轴磁力计测量地磁场在载体三个方向的分量M_x、M_y、M_z，通过三轴磁力计测量得到当前的磁场向量M＝[M_x,M_y,M_z]^T，捷联惯导模块实时获取三个姿态角，包括俯仰角θ，取值范围至/>滚动角γ，取值范围-π至π，航向角ψ，取值范围-π至π。

3.如权利要求1所述的实时磁场标定系统，所述信号采集模块用于采集磁场向量和对应的三个姿态角信息包括：信号采集模块实时采集磁力计三个方向的磁场原始输出信号M_x、M_y、M_z和捷联惯导模块采集的俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ。

4.如权利要求1所述的实时磁场标定系统，所述采样点存储模块判断当前采样点为水平面内点还是水平面外点，并把水平面内点和水平面外点分别存储到水平面内点列表和水平面外点列表，实时更新水平面内点列表和水平面外点列表具体包括：采样点存储模块首先判断当前获得的磁场向量采样点是水平面内点还是水平面外点，如果当前磁场向量M对应的俯仰角θ＜θ₀，为设定值，并且滚动角γ＜γ₀，/>为设定值，认为当前采样点是水平面内点，否则认为采样点是水平面外点，设水平面内点存储列表为A_i，i＝1,2,…N₀，N₀为自然数，N₀<100,初始化为零向量；水平面外点存储列表为B_j，j＝1,2,…N₁，N₁为自然数，N₁<100,初始化为零向量，如果采样点是水平面内点，对应的航向角为ψ，/>最近的正整数为i，则存储点A_i＝M＝[M_x,M_y,M_z]^T，如果采样点是水平面外点，当前计数器变量FC从1开始计数、计数范围1～N₁，采样点归一化向量和上一个存储点归一化向量的点积小于0.9，即/>当FC＝1时将B_FC-1替换为/>则令j＝FC,B_j＝M，计数器变量FC数值加1，当计数器变量FC＞N₁时，令FC＝1从头开始计数循环。

5.如权利要求1所述的实时磁场标定系统，所述磁场标定逻辑控制模块根据存储的水平面内点存储列表和水平面外点存储列表进行椭圆或者椭球方程的拟合，求解出方程系数包括：设待拟合椭球方程的数学模型：

ax²+by²+cz²+2fxy+2gxz+2hyz+2px+2qy+2rz+d＝0,

式中参数a、b、c、f、g、h、p、q、r、d为待求解系数；当系数c＝g＝h＝r＝0时，椭球方程退化成特例椭圆方程，设水平面内点存储列表中非零向量有L₀个，即已经存储了L₀个采样点并且L₀≤N₀，水平面外点存储列表中非零向量有L₁个，即已经存储了L₁个采样点并且L₁≤N₁，当L₀≥20并且L₁＜15时，启动椭圆方程系数的求解并计算磁场标定系数，当L₀≥20并且L₁≥15时，启动椭球方程系数的求解工作并计算磁场标定系数。

6.如权利要求5所述的实时磁场标定系统，所述标定系数计算模块根据拟合出的方程系数计算更新得到磁场标定系数矩阵包括：如果当前时刻能拟合得到椭圆方程或者椭球方程的系数，则标定系数计算模块进行磁场标定系数矩阵的计算和更新,具体过程如下：已知地球磁场强度为m_e，对于拟合出来的方程：

ax²+by²+cz²+2fxy+2gxz+2hyz+2px+2qy+2rz+d＝0

设矩阵H_E和H_F如下：

得到矩阵

将矩阵H_M进行奇异值分解：

H_M＝UΣU^T

计算得到磁场标定系数矩阵G和H：

7.如权利要求1所述的实时磁场标定系统，所述磁场信号校准模块根据磁场标定系数矩阵对当前采集到的磁场原始输出信号进行校准包括：磁场信号校准模块用于根据标定系数计算模块实时计算得到的磁场标定系数矩阵G和H，对当前磁力计采集的磁场原始输出信号为M_x、M_y、M_z进行磁场信号校准，则校准后的磁力计三个方向的磁场输出信号：

8.一种实时磁场标定方法，包括：步骤一，三轴磁力计实时测量磁场信号，捷联惯导模块测量姿态角信息；步骤二，信号采集模块采集磁场向量和对应的三个姿态角信息；步骤三，采样点存储模块判断当前采样点为水平面内点还是水平面外点，并把水平面内点和水平面外点分别存储到水平面内点列表和水平面外点列表，并实时更新水平面内点列表和水平面外点列表；步骤四，磁场标定逻辑控制模块根据水平面内点存储列表和水平面外点存储列表中的数据进行椭圆或者椭球方程的拟合，求解出方程系数；步骤五，标定系数计算模块根据拟合出的方程系数计算更新得到磁场标定系数矩阵G和H；步骤六，磁场信号校准模块根据磁场标定系数矩阵G和H对当前采集到的磁场原始输出信号进行校准。

9.如权利要求8所述的实时磁场标定方法，其中步骤一具体包括：三轴磁力计实时测量地磁场在载体三个方向的分量，捷联惯导模块实时测量三个姿态角，包括俯仰角θ，取值范围至/>滚动角γ，取值范围为-π至π，航向角ψ，取值范围为-π至π，信号采集模块实时采集磁力计输出的三个方向的磁场原始输出信号M_x、M_y、M_z和捷联惯导模块输出的俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ；和/或,步骤二具体包括:信号采集模块采集三轴磁力计测量输出的磁场向量M＝[M_x,M_y,M_z]^T，采集捷联惯导模块输出的当前磁场向量对应的三个姿态角，即俯仰角θ、滚动角γ、航向角ψ；和/或，步骤三具体包括：采样点存储模块判断当前磁场向量采样点是水平面内点还是水平面外点，如果当前磁场向量M对应的俯仰角θ＜θ₀，/>为设定值，并且滚动角γ＜γ₀，/>为设定值，认为当前采样点是水平面内点，否则认为采样点是水平面外点，设水平面内点存储列表为A_i，i＝1,2,…N₀，N₀为自然数，N₀<100,初始化为零向量；水平面外点存储列表为B_j，j＝1,2,…N₁，N₁为自然数，N₁<100，初始化为零向量，如果采样点是水平面内点，对应的航向角为ψ，/>最近的正整数为i，则存储点A_i＝M＝[M_x,M_y,M_z]^T，如果采样点是水平面外点，当前计数器变量FC从1开始计数、计数范围1～N₁，采样点归一化向量和上一个存储点归一化向量的点积小于0.9，即/>当FC＝1时将B_FC-1替换为/>则令j＝FC,B_j＝M，计数器变量FC数值加1，当计数器变量FC＞N₁时，令FC＝1从头开始计数循环；和/或,步骤四具体包括：磁场标定逻辑控制模块根据存储的采样点进行椭圆或者椭球方程的拟合，求解出方程系数，设待拟合椭球方程的数学模型：

ax²+by²+cz²+2fxy+2gxz+2hyz+2px+2qy+2rz+d＝0，

式中参数a、b、c、f、g、h、p、q、r、d为待求解系数，设水平面内点存储列表中非零向量有L₀个，即已经存储了L₀个采样点并且L₀≤N₀，水平面外点存储列表中非零向量有L₁个，即已经存储了L₁个采样点并且L₁≥N₁，当L₀≥20并且L₁＜15时，启动椭圆方程系数的求解工作并计算磁场标定系数，当L₀≥20并且L₁≥15时，启动椭球方程系数的求解工作并计算磁场标定系数；和/或,步骤五具体包括：如果当前时刻能拟合得到椭圆方程或者椭球方程的系数，则标定系数计算模块进行磁场标定系数矩阵的计算和更新，已知地球磁场强度为m_e，对于拟合出来的方程：

ax²+by²+cz²+2fxy+2gxz+2hyz+2px+2qy+2rz+d＝0，

设矩阵H_E和H_F如下：

得到矩阵

将矩阵H_M进行奇异值分解H_M＝U∑U^T，计算得到磁场标定系数矩阵G和H：

和/或，步骤六具体包括：磁场信号校准模块根据计算出的磁场标定系数矩阵G和H对当前磁力计采集的磁场原始输出信号为M_x、M_y、M_z进行磁场信号校准，校准后的磁力计三个方向的磁场输出信号：

10.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中包括计算机程序代码，其特征在于，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机实现权利要求8或9任一项所述的方法。