[发明专利]一种修正三轴磁强计的误差的方法

权利要求书

1.一种修正三轴磁强计的误差的方法，包括下列步骤：

标定三轴磁强计的每一轴的正交度误差，包括：

确定Z轴的正交度误差，包括下列步骤：

将三轴磁强计放置在水平面上，其中Z轴竖直向上放置；

以Z轴为旋转轴旋转三轴磁强计；

当X轴测量值为最大值且Y轴测量值近似为0时，定义当前X轴指向为0°，Y轴指向为90°，记录当前Z轴测量值Z0；

将磁强计在前一次位置基础上，连续四次以Z轴为旋转轴旋转90°，记录当下Z轴测量值Z90、Z180、Z270、Z360；

通过下列公式计算Z轴偏离期望Z轴的角度α_z：

β_z＝tan^-1(θ_zy/θ_zx)；

其中θ_zx表示实际磁强计Z轴偏向X轴方向的角度，θ_zy表示实际磁强计Z轴偏向Y轴方向的角度，β_z为实际磁强计Z轴在XY平面内的投影与X轴的近似夹角；以及

按照确定Z轴的正交度误差的方式确定X轴和Y轴的正交度误差；

用矩阵描述正交度误差，包括用下列公式描述正交度误差：

故磁强计误差修正矩阵为：

C_tm＝R_mt^-1

其中B_mx、B_my、B_mz分别是磁强计测量得到的X、Y和Z方向的磁场强度大小，B_m为磁强计测量得到的磁场强度大小，B_t为正交度修正后的磁强计输出，C_tm表示三轴磁强计误差修正矩阵，α表示实际磁强计轴偏离期望轴方向的角度近似，β用于确定被测轴投影与其他两轴的夹角；

标定线性度，包括:

标定X轴的线性度，包括下列步骤：

在零磁空间中，设定一个沿X轴正方向幅值为50000nT的恒定磁场，记录当前磁强计X轴的测量值X_正；

将恒定磁场方向进行反向，记录当前磁强计X轴的测量值X_反；

调节放大增益可变电阻和零位滑动变阻器，重新测量X_正和X_反，使得|X_正-X_反|趋近于10V；调节零位滑动变阻器，使得|X_正+X_反|趋近于0V；

重复执行上述步骤，直到确定放大增益电阻和零位电阻的阻值，一经确定则将可变电阻和滑动变阻器更换为定值电阻焊接到电路板上；

将三轴磁强计再次放入零磁空间，并沿磁强计的X轴正反方向依次施加±50000nT,±40000nT,±30000nT,±20000nT,±10000nT,0nT恒定磁场，记录X轴测得的对应电压值V_x；

通过软件拟合得到B_mx和V_x之间的函数关系式：

B_mx＝k_x1V_x+k_x0；

按照标定X轴的线性度的方式标定Y轴和Z轴的线性度以确定Y轴和Z轴电压到磁场转换关系式：

B_my＝k_y1V_y+k_y0

B_mz＝k_z1V_z+k_z0；以及

修正三轴误差，包括：

合并磁强计误差修正矩阵和线性度拟合矩阵，以确定测量电压V与磁强计输出信号B_t之间的转化关系：

确定三轴磁强计的需要修正的参数：

其中最终的电压磁场转换公式为：

将三轴磁强计线性度拟合矩阵与误差修正矩阵相乘，以得到修正后的误差修正矩阵。