[发明专利]一种修正三轴磁强计的误差的方法

说明书

本发明涉及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；用矩阵描述正交度误差；标定线性度；以及修正三轴误差。通过本发明，可以确定三轴磁强计的修正矩阵，通过该修正矩阵能够一并消除三轴磁强计的零偏误差、三轴灵敏度误差和三轴非正交误差，从而提高三轴磁强计的测量性能。

技术领域

本发明总的来说涉及航天器姿态测量控制技术领域，具体而言涉及一种修正三轴磁强计的误差的方法。

背景技术

三轴磁强计是用来测量卫星周边环境中的磁场信息的传感器，其常用于测定磁场的大小和方向。目前，比较成熟的磁强计有磁阻磁强计、磁力法磁强计、磁共振磁强计、感应线圈式磁强计、霍尔磁强计、磁通门磁强计等等。其因具有体积小、质量轻、功耗低的优点而常被用作微小卫星的姿态敏感器件。通常情况下，磁强计由于加工工艺的限制，会存在零偏误差、三轴灵敏度误差、三轴非正交误差等问题，影响磁强计的测量精度，因此，在使用三轴磁强计之前需要对其进行标定与修正。

目前根据国内外的文献来看，磁强计的磁标定方法可以分为两种，一种是建立磁场误差模型，通过数学计算方法来求解模型中的参数，从而达到补偿的目的；另一种是与其他传感器进行组合测量，进行数据融合，以便消除误差。

然而，目前的测长标定方法的缺点在于，建立模型的成本高，并且一次无法修正多种误差。

发明内容

本发明的任务是提供一种修正三轴磁强计的误差的方法，通过该方法，可以确定三轴磁强计的修正矩阵，通过该修正矩阵能够一并消除三轴磁强计的零偏误差、三轴灵敏度误差和三轴非正交误差，从而提高三轴磁强计的测量性能。

根据本发明，该任务通过一种修正三轴磁强计的误差的方法来解决，该方法包括下列步骤：

标定三轴磁强计的每一轴的正交度误差；

用矩阵描述正交度误差；

标定线性度；以及

修正三轴误差。

在本发明的一个优选方案中规定，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：

以及

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；以及

确定X轴和Y轴的正交度误差。

在本发明的另一优选方案中规定，用矩阵描述正交度误差包括用下列矩阵B_m描述正交度误差：

故磁强计正交度误差矩阵为：

C_tm＝R_mt^-1