[发明专利]条件约束最小二乘椭球拟合的微型磁力计磁干扰补偿算法

权利要求书

1.条件约束最小二乘椭球拟合的微型磁力计磁干扰补偿算法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)转动转台对齐磁力计载体坐标系，载体坐标系为固连在磁力计上的坐标系，其中载体坐标系原点位于磁力计重心处，x轴沿磁力计横轴指向右，y轴沿磁力计纵轴向前，z轴符合右手螺旋定则，沿磁力计竖轴指向上，打开转台电源，接通磁力计电源；

(2)设置转台依次围绕磁力计载体坐标系x、y、z旋转360°，设置采样频率f，实时采集磁力计输出磁干扰条件下的磁场强度信息H_i＝[h_xi h_yi h_zi]^T，采样时刻i＝1,2,…,Q，Q为数据长度；h_xi、h_yi、h_zi分别表示磁力计测量的磁场强度在i时刻对应载体坐标系x轴、y轴、z轴上的分量；

(3)利用步骤(2)中磁力计输出数据，结合条件约束进行最优椭球拟合，利用拟合椭球系数N解算最优硬磁干扰矩阵H_p、软磁干扰矩阵F；

(4)将步骤(3)中的最终磁干扰计算结果：硬磁干扰矩阵H_p、软磁干扰矩阵F存储至微型磁力计系统参数中，以便使用时进行磁干扰补偿，解算真实磁场信息H_e，如下：

H_e＝F^-1(H-H_p)。

2.根据权利要求1所述的一种基于条件约束最小二乘椭球拟合的磁力计磁干扰补偿算法，其特征在于，步骤(3)所述的最优椭球拟合具体步骤如下：

(3.1)选取长度为M的三轴磁场强度信息计算数据点矩阵D，如下：

(3.2)选定条件约束参数k，满足3≤k≤4，计算条件约束矩阵C，如下：

(3.3)利用步骤(3.1)中的数据点矩阵D，与步骤(3.2)中的条件约束矩阵C，计算D^TDN＝λCN的正广义特征值λ_S及对应特征向量S，其中λ为拉格朗日乘子，N＝a b c d e f g p q s^T为待求拟合椭球系数；

(3.4)利用步骤(3.3)中的特征向量S，与步骤(3.2)中的条件约束矩阵C计算条件约束系数u，如下：

(3.5)利用步骤(3.3)中的特征向量S，与步骤(3.4)中的条件约束系数u，计算待求拟合椭球系数N，如下：

N＝uS

(3.6)利用步骤(3.5)中椭球系数N计算硬磁干扰矩阵H_p，软磁干扰矩阵F，如下：

其中椭球标准形式旋转A如下：

椭球标准形式移动H₀如下：

H₀＝-A^-1[p q r]^T

计算数据点到拟合椭球的代数距离r如下：

r＝N^TD^TDN

(3.7)重复步骤(3.1)到步骤(3.6)L次，选取最小代数距离对应的硬磁干扰矩阵H_p、软磁干扰矩阵F作为最终的磁干扰计算结果。