特征在于所述的步骤一 磁总场数据由总场磁力仪和三分量磁力仪采集。
【具体实施方式】 [0096] 三:本实施方式与一或二不同，其特征在所述的步骤 一采集磁总场数据，获得地磁场数据如下：
[0097]总场磁力仪测量得到的磁总场为HTcital，其中主要包括地磁场He和飞机运动平台产 生的三种磁干扰Ht，具体包括恒定场Hper、感应场祸流场Heddy，如下所示：
[0098] Ht = HDer+Hinduce+Heddv (10)
[0099] 其 Μ ? y
[0100]
，Pi(i = l，2,3)为恒定场系数， &。（1 = 1，2,3;」=1，2,3)为感应场系数，1^(1 = 1，2,3;」=1，2,3)为涡流场系数，三分量磁 力仪输出数据为X，y，z，对应的方向余弦分别cx，cy，cz，则有：
[0101]
[0102] 令心=<% +1(/ = 1，2,3)，5；2 = (u"12)，0；3 = (a31+fl13)，5j3. = (fl23+a32)，:公式（9)转化为：
[0103]
[0104]
【具体实施方式】四：本实施方式与【具体实施方式】三不同，其特征在所述的地磁场He 为：
[0105] 记地磁场与机体坐标系三轴之间的夹角分别为α，β，γ，三分量磁力仪输出数据为 X，y，Ζ，则地磁场与机体坐标系三轴之间的夹角对应的方向余弦分别记为：
[0106] cx=cos(a)
[0107] cy = cos(P)；
[0108] cz = cos( γ )
[0109] 目1满足如下关系：
[0110] o
vv1---y
[0111] 记地磁场为He，根据公式（1)得地磁场He如式(2):
[0112]
【具体实施方式】 [0113] 五:本实施方式与一不同，其特征在于所述的步骤二 利用获得的地磁场，得到地磁场无关的补偿系数Φ按照以下步骤实现：
[0114] 记校准飞行过程中某一时刻地磁场He的估计值为?，令：
[0115] \=Hc-ct =Ρ·Γ Y = He-c^ =?·?·
[0116] Z = He-cz = 6-(?
[0117]根据式（10)有：
[0118]
[0119] 得到：
[0120]
[0121] 其中
[0122] Θ//,|Λ：.^A,hi,hi,43)
[0123] Θ为待定系数构成的行向量，其中Θ中的每一个分量都含有地磁场信息；
[0124]
[0125] Θ建立如下线性方程组：
[0126] Η=ΑΘ' Ρ0)
[0127] 其中，Η是一个NX 1的列向量记为：
[0128] H=(Htotal(l). . .Htotal(t). . .Ht〇tai(N))T
[0129] Λ是一个NX 18的矩阵记为：
[0130] λ =(η(ι)τ· · .n(t)T. · ·η(Ν)τ)τ
[0131] 其中Htcltai⑴为时刻t的总场磁力仪输出值，n(t)表示时刻t的方向余弦及其导数 构成的行向量，N为测量样本总数；
[0132] 利用递推最小二乘法求得Θ的估计值#，又由于％ =α"+1，若记今为#向量中的第j个 元素，获得Tolles-Lawson模型中的地磁场无关的补偿系数Φ :
[0133]
【具体实施方式】 [0134] 六:本实施方式与一不同，其特征在于所述的利用地 磁场无关的补偿系数，得到航空运动平台产生的磁干扰补偿结果res = Ht〇tai-Ht按照以下步 骤实现：
[0135]根据Tolles-Lawson模型，航空平台产生的磁干扰Ht为：
[0136]
[0137] 在航磁探测过程中，在每一个采样时刻，根据式（1)利用三分量磁力仪输出数据X， y，z及其方向余弦(^，〇\，(^，令父=1，￥ = 7,2 = 2，带入式(21)得到飞机平台实时产生的磁干 扰Ht，得到磁干扰补偿结果res为：
[0138]
[0139] 实施例
[0140]步骤一、采集磁总场数据，获得地磁场
[0141]令飞机在高空中沿四个相互垂直的航向按顺时针或逆时针飞一个闭合矩形，在每 一个航向上做± 5度的偏航机动、做± 5度的俯仰机动、做± 10度的滚动机动，每种机动动作 重复3次，每次大约在30秒内完成;在飞机进行机动的时候，总场磁力仪和三分量磁力仪采 集相应的磁场数据。
[0142]步骤二、利用获得的地磁场，得到地磁场无关的补偿系数Φ
[0143] 根据式(13)(15)(19)构造矩阵A，将总场数据Η及A带入式(20)，利用递推最小二 乘法得到不含有地磁场信息的补偿系数Φ。
[0144] 步骤三、利用地磁场无关的补偿系数，得到航空运动平台产生的磁干扰补偿结果
[0145] 在实际探测过程中，令X = x，Y = y，Z = z,根据式(21)计算飞机产生的磁干扰Ht，根 据式(22)得到最终的不含飞机磁干扰的补偿结果reS = Htotal-Ht。
【主权项】
1. 一种不受地磁变化影响的航空运动平台磁干扰补偿方法，其特征在于，所述方法是 按照W下步骤实现的： 步骤一、采集磁总场数据，获得地磁场； 步骤二、利用获得的地磁场，得到地磁场无关的补偿系数4 ; 步骤=、利用地磁场无关的补偿系数，得到航空运动平台产生的磁干扰补偿结果res = 出。ta广化，其中HTotai为磁总场，Ht为磁干扰。2. 根据权利要求1所述的一种不受地磁变化影响的航空运动平台磁干扰补偿方法，其 特征在于所述的步骤一磁总场数据由总场磁力仪和=分量磁力仪采集。3. 根据权利要求1或2所述的一种不受地磁变化影响的航空运动平台磁干扰补偿方法， 其特征在于所述的步骤一采集磁总场数据，获得地磁场数据如下： 总场磁力仪测量得到的磁总场为冊。tal，其中主要包括地磁场化和飞机运动平台产生的 S种磁干扰化，具体包括恒定场Hper、感应场出nduee和满流场出ddy，如下所示：，Pi(i 二 1,2,3)为 t旦走场系数,3ij(i 二 1，2，3; j = 1，2，3)为感应场系数，bij (i = 1，2，3; j = 1，2，3)为满流场系数，S分量磁力仪输 出数据为X，y，Z，对应的方向余弦分别Cx，Cy，Cz，则有：4. 根据权利要求3所述的一种不受地磁变化影响的航空运动平台磁干扰补偿方法，其 特征在于所述的地磁场化为： 记地磁场与机体坐标系=轴之间的夹角分别为a，e，丫，=分量磁力仪输出数据为x，y， Z，则地磁场与机体坐标系=轴之间的夹角对应的方向余弦分别记为： Cx = COS(O) Cy=COS(P); Cz = COS(丫） 且满足如下关系：记地磁场为化，根据公式（1)得地磁场化如式(2): 5.根据权利要求1所述的一种不受地磁变化影响的航空运动平台磁干扰补偿方法，其 特征在于所述的步骤二利用获得的地磁场，得到地磁场无关的补偿系数4按照W下步骤实 现： 记校准飞行过程中某一时刻地磁场化的估计值为S:，令： 根据式(10)有：(化） 得到： // .,. =守沪 （19)其中 0 二1.巧，化，於，冷I，知，如，啦，Ai，馬i，hi.，h，h，hi.，h，h.，ki，h，hi) 0为待定系数构成的行向量，其中0中的每一个分量都含有地磁场信息；0建立如下线性方程组： H=A 白' (20) 其中，H是一个NXl的列向量记为： H 二化 total(l). . . Htotal (t) . . .Htotal(N)) A是一个NX 18的矩阵记为： 八=U(I)T. . .ri(t)T. . .q(N)T)T 其中Htotai(t)为时刻t的总场磁力仪输出值，ri(t)表示时刻t的方向余弦及其导数构成 的行向量，N为测量样本总数； 利用递推最小二乘法求得0的估计值I，又由于4 = ?+ U若记為为#向量中的第j个元 素，获得Tolles-Lawson模型中的地磁场无关的补偿系数4 :6.根据权利要求1所述的一种不受地磁变化影响的航空运动平台磁干扰补偿方法，其 特征在于所述的利用地磁场无关的补偿系数，得到航空运动平台产生的磁干扰补偿结果 res = Htotai-化按照W下步骤实现： 根据Tolles-Lawson模型，航空平台产生的磁干扰化为：在航磁探测过程中，在每一个采样时刻，根据式（1)利用=分量磁力仪输出数据x，y，z 及其方向余弦Cx，Cy, Cz，令X = X,Y = y,Z = Z，带入式(21)得到飞机平台实时产生的磁干扰 Ht，得到磁干扰补偿结果res为：
【专利摘要】本发明是一种不受地磁变化影响的航空运动平台磁干扰补偿方法，属于航磁探测领域。本发明解决现有技术由地磁场变化导致的航磁干扰补偿系数失效的问题。本发明按以下步骤进行：步骤一、采集磁总场数据，获得地磁场；步骤二、利用获得的地磁场，得到地磁场无关的补偿系数φ；步骤三、利用地磁场无关的补偿系数，得到航空运动平台产生的磁干扰补偿结果res＝Htotal-Ht。本发明应用于消除航磁探测时航空运动平台产生的磁干扰，提高了补偿系数估计算法的求解精度。<!-- 2 -->
【IPC分类】G01C21/20, G01C21/08
【公开号】CN105509737
【申请号】CN201510845775
【发明人】韩琦, 赵冠一, 窦振家, 李琼, 王莘, 牛夏牧
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月26日