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基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法、存储介质及装置制造方法及图纸

技术编号:42329392 阅读:4 留言:0更新日期:2024-08-14 16:07
本申请涉及飞行器发射技术领域,特别涉及一种基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法。本发明专利技术提供的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,以陀螺仪的测量的滚转角数据为基准,对三轴地磁计Oy方向和Oz方向的地磁测量误差进行校正,提高了三轴地磁计的测量精度,解决了现有技术中地磁计的测量精度较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及飞行器发射,特别涉及一种基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法、存储介质及装置


技术介绍

1、地磁计具有体积小、成本低、抗高过载能力强、测量误差不随时间积累等特点,已被广泛应用于航空航天、无人机、精确制导武器等领域。但是,地磁计易受周围电磁环境干扰,存在硬磁、软磁等误差,这对测量精度造成了很大影响,导致地磁计的测量精度较低。


技术实现思路

1、本申请提供一种飞行器发控装置,解决了现有技术中地磁计测量精度较低的问题。

2、为了达到上述目的,本申请实施例采用的技术方案如下:

3、在第一方面的实施例中,本申请提供一种基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,用于对装配有陀螺仪和三轴地磁计的飞行器进行三轴地磁计校正,包括:

4、将所述飞行器水平放置,使所述飞行器绕其轴心旋转,记录所述陀螺仪的输出数据,记为姿态数据;记录所述三轴地磁计的输出数据,记为地磁强度数据;

5、以所述姿态数据解算的滚转角数据为基准,求出以所述地磁强度数据解算的滚转角数据的误差,得到误差参数;

6、将所述误差参数代入滚转角计算公式进行补偿,完成三轴地磁计的校正。

7、在一些实施方式中,所述陀螺仪和所述三轴地磁计装配在所述飞行器的轴心位置,所述三轴地磁计和所述陀螺仪的安装极性与所述飞行器的三轴极性保持一致。

8、在一些实施方式中,得到所述误差参数的过程包括:

9、取所述飞行器旋转过程中的两个时刻,分别记为第一时刻和第二时刻;p>

10、依据所述姿态数据分别计算所述飞行器在所述第一时刻和所述第二时刻的滚转角,分别记为第一基准数据和第二基准数据;

11、依据所述地磁强度数据分别计算所述飞行器在所述第一时刻和所述第二时刻的滚转角,分别记为第一待校正数据和第二待校正数据;

12、依据所述第一基准数据和所述第二基准数据的差值与所述第一待校正数据和所述第二待校正数据的差值相等的特点建立等式,设置所述误差参数,将所述误差参数带入所述等式对所述第一待校正数据和所述第二待校正数据进行补偿,建立关于所述误差参数的方程,记为误差方程;

13、取所述飞行器旋转过程中的若干时刻,依据每两个相邻时刻的所述姿态数据和所述地磁强度数据建立若干所述误差方程,采用无约束条件下的非线性最优化方法对若干所述误差方程进行求解,得到所述误差参数。

14、在一些实施方式中,所述滚转角计算公式如下:

15、

16、式中,f为准弹体系下地磁强度的计算方法,为发射方位角a0、当地地磁强度f、磁偏角d、磁倾角i、俯仰角和偏航角ψ的函数;by和bz为所述三轴地磁计oy方向和oz方向测得的地磁强度。

17、在一些实施方式中,所述误差参数包括所述三轴地磁计在oy方向和oz方向的误差参数。

18、在一些实施方式中,建立所述误差方程的过程包括:

19、依据所述第一基准数据、所述第二基准数据、所述第一待校正数据和所述第二待校正数据建立所述等式:

20、γt1-γt2=γm1-γm2;

21、式中,γt1和γt2分别表示所述第一基准数据和所述第二基准数据;γm1和γm2分别表示所述第一待校正数据和所述第二待校正数据;

22、将所述滚转角计算公式带入所述等式,得到:

23、

24、式中,和ψ1分别为所述第一时刻所述陀螺仪测得的俯仰角和偏航角,和ψ2分别为所述第二时刻所述陀螺仪测得的俯仰角和偏航角;by1和bz1分别为所述第一时刻所述三轴地磁计测得的oy方向和oz方向的地磁强度,by2和bz2分别为所述第二时刻所述三轴地磁计测得的oy方向和oz方向的地磁强度;

25、发射方位角a0、地磁强度f、磁偏角d、磁倾角i,则a0、f、d、i、ψ1、ψ2均为已知量,因此有下式:

26、

27、式中,c表示常数;

28、设置误差参数y0和z0,分别表示所述三轴地磁计在oy方向和oz方向的误差;将y0和z0带入上式并简化后得到所述误差方程:

29、

30、式中,k1=bz1by2-bz2by1、k2=bz2-bz1、k3=by1-by2、k4=bz1bz2+by1by2、k5=-(bz1+bz2)、k6=-(by1+by2)、k=tan(γt1-γt2+ft2-ft1)。

31、在一些实施方式中,求解所述误差参数的过程包括:

32、取所述飞行器旋转过程中的n个时刻,连续记录n个时刻的所述姿态数据:[ψ1ψ2ψ3…ψn][γ1γ2γ3…γn],连续记录n个时刻的所述地磁强度数据:[bz1 bz2 bz3…bzn]、[by1 by2 by3…byn];

33、依据每两个相邻时刻的所述姿态数据和所述地磁强度数据建立n-1个所述误差方程,并将求解所述误差参数的问题转化为如下无约束条件下的非线性优化问题:

34、

35、求解所述无约束条件下的非线性优化问题,得到所述误差参数y0和z0。

36、在一些实施方式中,将所述误差参数y0和z0代入所述滚转角计算公式后得到校正后的滚转角计算公式如下:

37、

38、在第二方面的实施例中,本申请提供一种存储介质,包括:至少一个指令,在所述指令被执行时实现如前任一所述的方法。

39、在第三方面的实施例中,本申请提供一种基于陀螺辅助的三轴地磁计校正装置,包括:

40、滚转工装,与装配有陀螺仪和三轴地磁计的飞行器固定连接,所述滚转工装的转轴与所述飞行器的轴心处于同一直线上;

41、转盘驱动器,与所述滚转工装传动连接;

42、测试上位机,分别与所述转动驱动盘和所述飞行器通过串口连接;所述测试上位机执行如前任一所述的方法。

43、本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实施方式的实践了解到。

44、有益效果

45、本专利技术提供的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,以陀螺仪的测量的滚转角数据为基准,对三轴地磁计oy方向和oz方向的地磁测量误差进行校正,提高了三轴地磁计的测量精度,解决了现有技术中地磁计的测量精度较低的技术问题。

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【技术保护点】

1.基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,用于对装配有陀螺仪和三轴地磁计的飞行器进行三轴地磁计校正,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,所述陀螺仪和所述三轴地磁计装配在所述飞行器的轴心位置,所述三轴地磁计和所述陀螺仪的安装极性与所述飞行器的三轴极性保持一致。

3.如权利要求2所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,得到所述误差参数的过程包括:

4.如权利要求3所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,所述滚转角计算公式如下:

5.如权利要求4所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,所述误差参数包括所述三轴地磁计在Oy方向和Oz方向的误差参数。

6.如权利要求5所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,建立所述误差方程的过程包括:

7.如权利要求6所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,求解所述误差参数的过程包括:

8.如权利要求7所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,将所述误差参数y0和z0代入所述滚转角计算公式后得到校正后的滚转角计算公式如下:

9.存储介质,其特征在于,包括:至少一个指令,在所述指令被执行时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。

10.基于陀螺辅助的三轴地磁计校正装置,其特征在于,包括:

...

【技术特征摘要】

1.基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,用于对装配有陀螺仪和三轴地磁计的飞行器进行三轴地磁计校正,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,所述陀螺仪和所述三轴地磁计装配在所述飞行器的轴心位置,所述三轴地磁计和所述陀螺仪的安装极性与所述飞行器的三轴极性保持一致。

3.如权利要求2所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,得到所述误差参数的过程包括:

4.如权利要求3所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,所述滚转角计算公式如下:

5.如权利要求4所述的基于陀螺辅助的三轴地磁计校正方法,其特征在于,所述误差...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜继贤李国兰
申请(专利权)人:武汉量宇智能科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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