磁浮标的航向误差在线补偿方法技术

本发明专利技术提供了一种磁浮标的航向误差在线补偿方法，该方法包括：确认磁浮标仅具有永磁特性或同时具有永磁和感磁特性；当磁浮标仅具有永磁特性时，给出磁浮标永磁标定方程；根据磁浮标永磁标定方程，求解磁干扰系数；在磁浮标永磁标定方程以及磁干扰系数的基础上，在线补偿磁浮标晃动时引入的磁干扰以实现对磁浮标的航向误差的在线补偿；当磁浮标同时具有永磁和感磁特性时，给出磁浮标永磁和感磁标定方程；求解磁干扰系数；在磁浮标永磁和感磁标定方程以及磁干扰系数的基础上，对磁浮标的航向误差的在线补偿。应用本发明专利技术的技术方案，以解决现有技术中由于磁浮标自身晃动所导致的待测信号信噪比低、探测距离短且目标易丢失的技术问题。术问题。术问题。

【技术实现步骤摘要】
磁浮标的航向误差在线补偿方法


[0001]本专利技术涉及水下磁探
，尤其涉及一种磁浮标的航向误差在线补偿方法。

技术介绍

[0002]目前，现有完全依赖声学探测的反潜探测体系已面临挑战，传统声学探潜效能呈现持续降低趋势，已经远远不能满足海洋安全防护的需求，亟需发展非声隐身特征信号的探测技术。其中水下磁场的非声物理特征凸显，其探测和隐身防护技术已经成为各国海军非常关注的一个方向。浮标因其体积小、易布放、成本低等优势，已成为海洋中最常用的探测载体。但是由于浮标在海水中会随着海浪等作用产生横滚、航向以及俯仰三个方向的晃动，因此浮标内的磁传感器会测得浮标载体自身晃动引起的干扰噪声，大大降低了待测信号的信噪比，成为了制约磁浮标应用的最大瓶颈之一。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种磁浮标的航向误差在线补偿方法，能够解决现有技术中由于磁浮标自身晃动所导致的待测信号信噪比低、探测距离短且目标易丢失的技术问题。
[0004]本专利技术提供了一种磁浮标的航向误差在线补偿方法，磁浮标的航向误差在线补偿方法包括：在磁浮标内固定连接三轴磁阻；确认磁浮标仅具有永磁特性或同时具有永磁和感磁特性；当磁浮标仅具有永磁特性时，给出磁浮标永磁标定方程；根据磁浮标永磁标定方程，设计磁浮标的磁干扰标定试验以求解磁浮标在各个方向的磁浮标永磁标定方程的磁干扰系数；在磁浮标永磁标定方程以及磁干扰系数的基础上，基于磁浮标内的三轴磁阻所获取的磁浮标的实时姿态信息在线补偿磁浮标晃动时引入的磁干扰以实现对磁浮标的航向误差的在线补偿；当磁浮标同时具有永磁和感磁特性时，给出磁浮标永磁和感磁标定方程；根据磁浮标永磁和感磁标定方程，设计磁浮标的磁干扰标定试验以求解磁浮标在各个方向的磁浮标永磁和感磁标定方程的磁干扰系数；在磁浮标永磁和感磁标定方程以及磁干扰系数的基础上，基于磁浮标内的三轴磁阻所获取的磁浮标的实时姿态信息在线补偿磁浮标晃动时引入的磁干扰以实现对磁浮标的航向误差的在线补偿。
[0005]进一步地，在求解磁浮标在各个方向的磁浮标永磁标定方程的磁干扰系数之后，航向误差在线补偿方法还包括：对磁干扰系数进行优化；在磁浮标永磁标定方程以及优化后的磁干扰系数的基础上，基于磁浮标内的三轴磁阻所获取的磁浮标的实时姿态信息在线补偿磁浮标晃动时引入的磁干扰以实现对磁浮标的航向误差的在线补偿。
[0006]进一步地，在求解磁浮标在各个方向的磁浮标永磁和感磁标定方程的磁干扰系数之后，航向误差在线补偿方法还包括：对磁干扰系数进行优化；在磁浮标永磁和感磁标定方程以及优化后的磁干扰系数的基础上，基于磁浮标内的三轴磁阻所获取的磁浮标的实时姿态信息在线补偿磁浮标晃动时引入的磁干扰以实现对磁浮标的航向误差的在线补偿。
[0007]进一步地，磁浮标永磁标定方程为其中，E为磁强计测
量的总场，T为地磁场，H
p
为磁浮标的永磁系数，u1为三轴磁阻坐标系X轴相对于地磁场矢量的方向余弦，u2为三轴磁阻坐标系Y轴相对于地磁场矢量的方向余弦，u3为三轴磁阻坐标系Z轴相对于地磁场矢量的方向余弦，c1为永磁干扰源在三轴磁阻坐标系X轴上的投影，c2为永磁干扰源在三轴磁阻坐标系Y轴上的投影，c3为永磁干扰源在三轴磁阻坐标系Z轴上的投影。
[0008]进一步地，磁浮标永磁和感磁标定方程为其中，H
i
为磁浮标的感磁系数，c4为感磁干扰源正比于地磁场在三轴磁阻坐标系X方向投影的磁场分别在X方向产生的感磁干扰，c5为感磁干扰源正比于地磁场在三轴磁阻坐标系X方向投影的磁场分别在Y方向产生的感磁干扰，c6为感磁干扰源正比于地磁场在三轴磁阻坐标系X方向投影的磁场分别在Z方向产生的感磁干扰，c7为感磁干扰源正比于地磁场在三轴磁阻坐标系Y方向投影的磁场分别在X方向产生的感磁干扰，c8为感磁干扰源正比于地磁场在三轴磁阻坐标系Y方向投影的磁场分别在Y方向产生的感磁干扰，c9为感磁干扰源正比于地磁场在三轴磁阻坐标系Y方向投影的磁场分别在Z方向产生的感磁干扰，c
10
为感磁干扰源正比于地磁场在三轴磁阻坐标系Z方向投影的磁场分别在X方向产生的感磁干扰，c
11
为感磁干扰源正比于地磁场在三轴磁阻坐标系Z方向投影的磁场分别在Y方向产生的感磁干扰，c
12
为感磁干扰源正比于地磁场在三轴磁阻坐标系Z方向投影的磁场分别在Z方向产生的感磁干扰。
[0009]进一步地，设计磁浮标的磁干扰标定试验以求解磁浮标在各个方向的磁浮标永磁标定方程的磁干扰系数具体包括：设计三轴磁阻的z轴指地，三轴磁阻的x轴分别指向北向、东向、南向以及西向，分别获取x轴在北向、东向、南向以及西向所对应的三轴相对于地磁场矢量的方向余弦(u1'，u2'，u3')，将x轴在北向、东向、南向以及西向所对应的三轴相对于地磁场矢量的方向余弦(u1'，u2'，u3')分别代入磁浮标永磁标定方程以形成第一超定方程，利用最小二乘法求解第一超定方法以获取磁浮标在各个方向的磁干扰系数。
[0010]进一步地，设计磁浮标的磁干扰标定试验以求解磁浮标在各个方向的磁浮标永磁和感磁标定方程的磁干扰系数具体包括：设计三轴磁阻的z轴指地，三轴磁阻的x轴分别指向北向、东向、南向以及西向，分别获取x轴在北向、东向、南向以及西向所对应的三轴相对于地磁场矢量的方向余弦(u1'，u2'，u3')；设计三轴磁阻的y轴指天，三轴磁阻的x轴分别指向北向、东向、南向以及西向，分别获取y轴在北向、东向、南向以及西向所对应的三轴相对于地磁场矢量的方向余弦(u
1”，u
2”，u
3”)；设计三轴磁阻的x轴指地，三轴磁阻的z轴分别指向北向、东向、南向以及西向，分别获取z轴在北向、东向、南向以及西向所对应的三轴相对于地磁场矢量的方向余弦(u
1”'，u
2”'，u
3”')；将x轴在北向、东向、南向以及西向所对应的三轴相对于地磁场矢量的方向余弦(u1'，u2'，u3')、y轴在北向、东向、南向以及西向所对应的三轴相对于地磁场矢量的方向余弦(u
1”，u
2”，u
3”)和z轴在北向、东向、南向以及西向所对应的三轴相对于地磁场矢量的方向余弦(u
1”'，u
2”'，u
3”')分别代入磁浮标永磁和感磁标定方程以形成第二超定方程，利用最小二乘法求解第二超定方法以获取磁浮标在各个方向的磁干扰系数。
[0011]进一步地，当磁浮标仅具有永磁特性时，对磁干扰系数进行优化具体包括：利用m个已知的三轴磁阻的三轴相对于地磁场矢量的方向余弦(u1(i)，u2(i)，u3(i))，根据ΔB
i
＝H
p
＝c1*u1(i)+c2*u2(i)+c3*u3(i)求解m个ΔB
i
，其中，根据Q1＝ΔB
i-ΔB求解m个Q1，i＝1:m，ΔB＝E-T,将Q1值为最大所对应的方向余弦(u1(i)，u2(i)，u3(i))所在的磁浮标永磁标定方程删除，重新将m-1个已知的三轴磁阻的三轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁浮标的航向误差在线补偿方法，其特征在于，所述磁浮标的航向误差在线补偿方法包括：在磁浮标内固定连接三轴磁阻；确认磁浮标仅具有永磁特性或同时具有永磁和感磁特性；当所述磁浮标仅具有永磁特性时，给出磁浮标永磁标定方程；根据所述磁浮标永磁标定方程，设计磁浮标的磁干扰标定试验以求解磁浮标在各个方向的所述磁浮标永磁标定方程的磁干扰系数；在所述磁浮标永磁标定方程以及所述磁干扰系数的基础上，基于磁浮标内的三轴磁阻所获取的磁浮标的实时姿态信息在线补偿磁浮标晃动时引入的磁干扰以实现对磁浮标的航向误差的在线补偿；当所述磁浮标同时具有永磁和感磁特性时，给出磁浮标永磁和感磁标定方程；根据所述磁浮标永磁和感磁标定方程，设计磁浮标的磁干扰标定试验以求解磁浮标在各个方向的所述磁浮标永磁和感磁标定方程的磁干扰系数；在所述磁浮标永磁和感磁标定方程以及所述磁干扰系数的基础上，基于磁浮标内的三轴磁阻所获取的磁浮标的实时姿态信息在线补偿磁浮标晃动时引入的磁干扰以实现对磁浮标的航向误差的在线补偿。2.根据权利要求1所述的磁浮标的航向误差在线补偿方法，其特征在于，在求解磁浮标在各个方向的所述磁浮标永磁标定方程的磁干扰系数之后，所述航向误差在线补偿方法还包括：对所述磁干扰系数进行优化；在所述磁浮标永磁标定方程以及优化后的所述磁干扰系数的基础上，基于磁浮标内的三轴磁阻所获取的磁浮标的实时姿态信息在线补偿磁浮标晃动时引入的磁干扰以实现对磁浮标的航向误差的在线补偿。3.根据权利要求1或2所述的磁浮标的航向误差在线补偿方法，其特征在于，在求解磁浮标在各个方向的所述磁浮标永磁和感磁标定方程的磁干扰系数之后，所述航向误差在线补偿方法还包括：对所述磁干扰系数进行优化；在所述磁浮标永磁和感磁标定方程以及优化后的所述磁干扰系数的基础上，基于磁浮标内的三轴磁阻所获取的磁浮标的实时姿态信息在线补偿磁浮标晃动时引入的磁干扰以实现对磁浮标的航向误差的在线补偿。4.根据权利要求3所述的磁浮标的航向误差在线补偿方法，其特征在于，所述磁浮标永磁标定方程为其中，E为磁强计测量的总场，T为地磁场，H
p
为磁浮标的永磁系数，u1为三轴磁阻坐标系X轴相对于地磁场矢量的方向余弦，u2为三轴磁阻坐标系Y轴相对于地磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦杰，江薇，王同雷，王春娥，陈路昭，万双爱，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：