一种飞行器载体的磁干扰补偿方法技术

本发明专利技术提供了一种飞行器载体的磁干扰补偿方法，包括如下步骤：S1，分别建立飞行器载体磁场的剩磁模型、感应磁场模型及涡流磁场模型，并将三者结合作为飞行器载体的总干扰磁场模型；S2，基于磁场小信号模型，建立关于剩磁模型的剩磁参数、感应磁场模型的感磁参数及涡流磁场模型的涡流磁场参数的方程；S3，进行仿真试验，利用仿真试验结果及步骤S2中建立的方程，分别解得剩磁参数、感磁参数及涡流磁场参数，从而完成总干扰磁场模型的求解；S4，利用求解后的总干扰磁场模型，对飞行器的磁场数据测量值进行补偿。量值进行补偿。量值进行补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器载体的磁干扰补偿方法


[0001]本专利技术涉及飞行器磁环境优化
，具体涉及一种飞行器载体的磁干扰补偿方法。

技术介绍

[0002]飞行器载体(如飞机)内部的磁场环境是非常复杂的，空间梯度大，严重影响到内部的三轴矢量磁强计的测量准确度，增加了方向余弦获取的误差，导致背景磁场模型求解的失败。所以，需要对飞行器载体内部的磁环境进行磁干扰补偿。
[0003]现有的磁干扰补偿模型存在求解困难、求解精度不够等问题；并且，目前在进行磁干扰补偿模型系数求解时，要求飞行器首先进行四航向机动学习飞行，用时几十分钟，然后将学习样本数据用于模型系数求解，这种方法不适合在要求快速反应的飞行器上使用。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种飞行器载体的磁干扰补偿方法，包括如下步骤：
[0005]一种飞行器载体的磁干扰补偿方法，包括如下步骤：
[0006]S1，分别建立飞行器载体磁场的剩磁模型、感应磁场模型及涡流磁场模型，并将三者结合作为飞行器载体的总干扰磁场模型；
[0007]S2，建立关于剩磁模型的剩磁参数、感应磁场模型的感磁参数及涡流磁场模型的涡流磁场参数的方程；
[0008]S3，进行仿真试验，利用仿真试验结果及步骤S2中建立的方程，分别解得剩磁参数、感磁参数及涡流磁场参数，从而完成总干扰磁场模型的求解；
[0009]S4，利用求解后的总干扰磁场模型，对飞行器的磁场数据测量值进行补偿。
[0010]在一些实施例中，步骤S1中，建立剩磁模型的步骤包括：
[0011]将剩磁表示为：H
p
＝{p
1 p
2 p3}
[0012]则在测量点沿地磁矢量方向的投影为：
[0013][0014]其中u
i
＝cosθ
i
为地磁矢量的方向余弦；
[0015]建立感应磁场模型的步骤包括：
[0016]将感应磁场在测量点处的矢量表示为：
[0017][0018]沿地磁矢量方向的投影为：
[0019][0020]其中：
[0021]i≠j时
[0022]a
11
＝(i
11-i
33
)B
[0023]a
22
＝(i
22-i
33
)B
[0024]令a
33
＝0，此时
[0025][0026]建立涡流磁场模型的步骤包括：
[0027]将感应磁场在测量点处的矢量表示为：
[0028][0029]根据方向余弦的性质，有：u1u
′1+u2u
′2+u3u
′3＝0
[0030]令：
[0031][0032]则涡流磁场沿地磁矢量方向的投影可表达成：
[0033][0034]因此，总干扰磁场模型为：
[0035][0036]在一些实施例中，步骤S3中，采用三轴正交放置的线圈，通过计算机控制线圈驱动电流来产生三轴磁场矢量，以模拟飞行器的外部磁环境，从而完成仿真试验。
[0037]在一些实施例中，步骤S3中，采用飞行器缩比模型来代替飞行器完成仿真试验。
[0038]与现有技术相比，本专利技术提供的飞行器载体的磁干扰补偿方法，保证了模型参数求解的精度，在不同磁性状态下都能稳定求解，可以用于飞行器背景磁干扰实时补偿；且不依赖于机动飞行学习，省掉了飞行器的学习飞行时间，以保证装备的快速反应能力。
附图说明
[0039]图1为利用本专利技术提供的飞行器载体的磁干扰补偿方法进行数据补偿后的效果图。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0041]除非另外定义本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
[0042]本专利技术提供了一种飞行器载体的磁干扰补偿方法，包括如下步骤：
[0043]S1，分别建立飞行器载体磁场的剩磁模型、感应磁场模型及涡流磁场模型，并将三者结合作为飞行器载体的总干扰磁场模型；
[0044]S2，基于磁场小信号模型，建立关于剩磁模型的剩磁参数、感应磁场模型的感磁参数及涡流磁场模型的涡流磁场参数的方程；
[0045]S3，进行仿真试验，利用仿真试验结果及步骤S2中建立的方程，分别解得剩磁参数、感磁参数及涡流磁场参数，从而完成总干扰磁场模型的求解；
[0046]S4，利用求解后的总干扰磁场模型，对飞行器的磁场数据测量值进行补偿。
[0047]具体地，步骤S1中，建立剩磁模型的步骤包括：
[0048]将剩磁表示为：H
p
＝{p
1 p
2 p3}
[0049]则在测量点沿地磁矢量方向的投影为：
[0050][0051]其中u
i
＝cosθ
i
为地磁矢量的方向余弦；
[0052]建立感应磁场模型的步骤包括：
[0053]将感应磁场在测量点处的矢量表示为：
[0054][0055]沿地磁矢量方向的投影为：
[0056][0057]其中：
[0058]i≠j时
[0059]a
11
＝(i
11-i
33
)B
[0060]a
22
＝(i
22-i
33
)B
[0061]令a
33
＝0，此时
[0062][0063]建立涡流磁场模型的步骤包括：
[0064]将感应磁场在测量点处的矢量表示为：
[0065][0066]根据方向余弦的性质，有：u1u
′1+u2u
′2+u3u
′3＝0令：
[0067][0068]则涡流磁场沿地磁矢量方向的投影可表达成：
[0069][0070]因此，总干扰磁场模型为：
[0071][0072]在一个具体实施例中，建立方程的具体步骤如下：
[0073]当飞机沿直线作小幅度机动时，有：
[0074]u
i
(t)＝cos(θ
i0
+Δθ
t
(t))
[0075]ꢀꢀꢀꢀ
＝cosθ
i0
cosΔθ
i
(t)-Sinθ
i0
sinΔθ
i
(t)
[0076]ꢀꢀꢀꢀ
≈cosθ
i0-sinθ
i0
·
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行器载体的磁干扰补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，分别建立飞行器载体磁场的剩磁模型、感应磁场模型及涡流磁场模型，并将三者结合作为飞行器载体的总干扰磁场模型；S2，建立关于剩磁模型的剩磁参数、感应磁场模型的感磁参数及涡流磁场模型的涡流磁场参数的方程；S3，进行仿真试验，利用仿真试验结果及步骤S2中建立的方程，分别解得剩磁参数、感磁参数及涡流磁场参数，从而完成总干扰磁场模型的求解；S4，利用求解后的总干扰磁场模型，对飞行器的磁场数据测量值进行补偿。2.根据权利要求1所述的飞行器载体的磁干扰补偿方法，其特征在于，步骤S1中，建立剩磁模型的步骤包括：将剩磁表示为：H
p
＝{p
1 p
2 p3}则在测量点沿地磁矢量方向的投影为：其中u
i
＝cosθ
i
为地磁矢量的方向余弦；建立感应磁场模型的步骤包括：将感应磁场在测量点处的矢量表...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，林春生，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：