一种用于三轴磁传感器简易校正的两步校正方法与流程

技术特征：

1.一种用于三轴磁传感器简易校正的两步校正方法，其特征在于，方法步骤如下：

步骤1、基于椭球拟合对三轴磁传感器进行标定：

步骤1-1、将方型工装载体做任意角度的旋转，从而得到一系列做任意角度旋转时的地磁场强度三轴分量的测量值；

步骤1-2、利用基于椭球拟合的三轴磁传感器误差补偿方法，对上述的地磁场强度三轴分量的测量值进行校正，求得误差校正系数矩阵C1和综合零偏误差

步骤2、基于水平面内三轴旋转对三轴磁传感器的安装误差进行校正：

步骤2-1、将方型工装载体置于水平大理石平台上，并将方型工装载体坐标系的X轴朝上，让方型工装载体绕X轴缓慢旋转至少1周，求得向量[c11 c12 c13]^T：

步骤2-1-1、将方型工装载体置于水平大理石平台上，并将方型工装载体坐标系的X轴朝上，让方型工装载体绕X轴缓慢旋转至少1周，得到一系列绕X轴旋转时的地磁场强度三轴分量的测量值；

步骤2-1-2、规定方型工装载体坐标系与三轴磁传感器自身坐标系并不完全重合，即存在安装误差，因此，存在一个正交的坐标系转换矩阵C2，

使得以下式成立：

在式(1)中，表示地磁场在方型工装载体坐标系中的真实值，分别是沿方型工装载体坐标系X、Y、Z轴方向的分量值，表示经过步骤1校正后地磁场在磁传感器自身坐标系中的真实值，角度ψ、θ、是三个欧拉误差角，cij是正交坐标系转换矩阵C2中的第i行、第j列元素，i＝1,2,3，j＝1,2,3；

步骤2-1-3、利用步骤1-2中得到的误差校正系数矩阵C1和综合零偏误差对步骤2-1-1中得到的绕X轴旋转时的地磁场强度三轴分量的测量值进行校正，得到则有以下关系式成立：

式(2)中表示将绕X轴旋转时得到的测量值进过步骤1校正后，地磁场在磁传感器自身坐标系中的真实值，分别表示沿磁传感器自身坐标系X、Y、Z轴方向上的分量值；

步骤2-1-4、根据式(2)，将步骤2-1-3中得到的Nx个展开为方程组如下：

步骤2-1-5、由式(3)利用最小二乘拟合，求得向量[c11 c12 c13]^T：

其中矩阵

步骤2-2、将方型工装载体置于水平大理石平台上，并将方型工装载体坐标系的Y轴朝上，让方型工装载体绕Y轴缓慢旋转至少1周，求得向量[c21 c22 c23]^T，具体步骤如下：

步骤2-2-1、将方型工装载体置于水平大理石平台上，并将方型工装载体坐标系的Y轴朝上，让方型工装载体绕Y轴缓慢旋转至少1周，得到一系列绕Y轴旋转时的地磁场强度三轴分量的测量值；

步骤2-2-2、利用步骤1-2中得到的误差校正系数矩阵C1和综合零偏误差对步骤2-2-1中得到的绕Y轴旋转时的地磁场强度三轴分量的测量值进行校正，得到则有以下关系式成立：

式(5)中表示将绕Y轴旋转时得到的测量值进过步骤1校正后，地磁场在磁传感器自身坐标系中的真实值，分别表示沿磁传感器自身坐标系X、Y、Z轴方向上的分量值；

步骤2-2-3、根据式(5)，将步骤2-2-2中得到的Ny个展开为方程组如下：

步骤2-2-4、由式(6)利用最小二乘拟合，求得向量[c21 c22 c23]^T：

其中矩阵

步骤2-3、将方型工装载体置于水平大理石平台上，并将方型工装载体坐标系的Z轴朝上，让方型工装载体绕Z轴缓慢旋转至少1周，求得向量[c31 c32 c33]^T；具体步骤如下：

步骤2-3-1、将方型工装载体置于水平大理石平台上，并将方型工装载体坐标系的Z轴朝上，让方型工装载体绕Z轴缓慢旋转至少1周，得到一系列绕Z轴旋转时的地磁场强度三轴分量的测量值；

步骤2-3-2、利用步骤1-2中得到的误差校正系数矩阵C1和综合零偏误差对步骤2-3-1中得到的绕Z轴旋转时的地磁场强度三轴分量的测量值进行校正，得到则有以下关系式成立：

式(8)中表示将绕Z轴旋转时得到的测量值进过步骤1校正后，地磁场在磁传感器自身坐标系中的真实值，分别表示沿磁传感器自身坐标系X、Y、Z轴方向上的分量值；

步骤2-3-3、根据式(8)，将步骤2-3-2中得到的Nz个展开为方程组如下：

步骤2-3-4、由式(9)利用最小二乘拟合，求得向量[c31 c32 c33]^T：

其中矩阵

步骤3、磁传感器测量结果的综合校正模型为：

式(11)中是地磁场矢量在磁传感器自身坐标系下的实际测量结果。

2.根据权利要求1所述的用于三轴磁传感器简易校正的两步校正方法，其特征在于：上述步骤2-1、步骤2-2和步骤2-3顺序可调。