[发明专利]一种地磁全要素传感器姿态误差校正方法

说明书

本发明提供一种地磁全要素传感器姿态误差校正方法，包括：S1测量地磁全要素传感器姿态偏转角α和测量点地磁场F；S2依次向第一线圈C1中分别通入大小相等、方向相反的电流，分别测量偏转磁场F_I+和F_I‑；S3依次向第二线圈C2中分别通入大小相等、方向相反的电流，分别测量偏转磁场F_D+和F_D‑；S4计算出磁倾角的变化量校正值ΔI′₁和磁偏角的变化量校正值ΔD′₁；S5计算磁倾角校正值I和磁偏角校正值D，校正公式为I＝I₀+ΔI′₁，D＝D₀+ΔD′₁。本发明的有益效果：解决了地磁全要素传感器在测量时姿态变化导致测量精度低的问题，使地磁全要素传感器可以应用于海洋领域，航空领域，以及姿态变化时的陆地测量领域。

技术领域

本发明涉及磁场测量领域，尤其涉及一种地磁全要素传感器姿态误差校正方法。

背景技术

请参考图9，地磁场是矢量场，是由地磁场T ，水平分量H，北向分量X，东向分量Y，垂直分量Z，磁倾角I，磁偏角D这七个要素组成。相对于传统的地磁场观测和三分量观测，地磁全要素包含更多的磁场信息，能够准确的反映研究对象的特性。在实际应用中，需根据不同的场景选取合适的磁场参量。此外，地磁要素数据可用于地磁图的绘制、古地磁学的研究、空间天气的监测等。因此，高精度的地磁要素数据对探索地质构造及地球起源、建立全球磁场模型和研究宇宙空间至关重要。

对于目前来看，地磁传感器按照测量方式可以分为矢量传感器和总场传感器。矢量传感器主要分为三类：第一类是以磁通门传感器为代表，该类传感器体积较小，可以直接获取地磁三分量信息，但存在正交性误差、温漂和无法进行绝对观测等问题；第二类是磁通门传感器与经纬仪相结合的组合测量方式，该类磁力仪也称为DI仪，通过经纬仪的光学系统直接读取地磁倾角和偏角，但无法进行自动观测。第三类是总场传感器和亥姆霍兹线圈(磁场均匀发生器) 相结合的组合测量方式，主要有FHD、三轴线圈法、ZHD等方法，这类传感器多用于地磁台站的观测，而在进行海洋，航空，以及陆地姿态变化情况下的测量因为姿态变化会导致其测量值的精确度出现问题，限制了其在海洋，航空，以及陆地姿态变化情况下的应用。因此，如何实现在姿态变化的情况下地磁全要素信息的高精度一体化测量成为实现有效测量的重点和难点。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种地磁全要素传感器姿态误差校正方法。

请参考图1和图2，本发明的实施例提供一种地磁全要素传感器姿态误差校正方法，所述地磁全要素传感器包括总场传感器和环绕所述总场传感器的均匀磁场发生器，所述均匀磁场发生器包括正交的第一线圈C1和第二线圈C2，所述第一线圈C1和所述总场传感器放置于磁子午面，包括以下步骤：

S1使用姿态传感器测量出所述地磁全要素传感器的姿态偏转角α，所述俯仰偏转角α为所述总场传感器和磁子午面夹角，并使用所述总场传感器测量测量点的地磁场F；

S2依次向所述第一线圈C1中分别通入大小相等、方向相反的电流，使用所述总场传感器分别测量偏转磁场F_I+和F_I-；

S3依次向所述第二线圈C2中分别通入大小相等、方向相反的电流，使用所述总场传感器分别测量偏转磁场F_D+和F_D-；

S4根据姿态偏转角α、地磁场F、偏转磁场F_I+和F_I-计算出磁倾角的变化量校正值ΔI′，根据姿态偏转角α、地磁场F、偏转磁场F_D+和F_D-计算出磁偏角的变化量校正值ΔD′；