[发明专利]一种基于Liu估计的航磁补偿方法

权利要求书

1.一种基于Liu估计的航磁补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：

S101：通过飞机的校正飞行得到校正飞行数据；所述校正飞行数据包括：第一总磁场H_TOT和第一三分量磁场数据；其中，第一总磁场通过飞机自身的光泵传感器测得，第一三分量磁场数据通过飞机自身的磁通门传感器测得；

S102：对所述校正飞行数据中的第一总磁场H_TOT和第一三分量磁场数据分别进行高通滤波，得到滤波后的第一总磁场H和滤波后的第一三分量磁场数据；

S103：根据所述滤波后的第一三分量磁场数据，计算飞机各个方向的方向余弦常量、方向余弦小量及其导数，得到校正飞行的姿态矩阵X；

S104：对所述校正飞行的姿态矩阵X进行中心化，得到中心化后的校正飞行姿态矩阵并计算得到的所有特征值λ_i和特征向量矩阵Q＝(q₁，q₂，…q₁₆)；其中，i＝1，2，…，16，且λ₁≥λ₂≥…λ₁₆，分别对应着q₁，q₂，…，q₁₆个特征向量；

S105：根据所述特征向量矩阵Q、所述校正飞行姿态矩阵和所述滤波后的第一总磁场H得到拟合系数表达式，并通过最小二乘法对拟合系数表达式进行求解，得到拟合系数

S106：根据所述特征值λ_i和拟合系数计算得到校正飞行的Liu估计最佳修正因子d_opt；

S107：根据所述Liu估计最佳修正因子d_opt和所述校正飞行的姿态矩阵X，采用Liu估计表达式，计算得到Liu估计下的磁干扰系数β；

S108：通过飞机的补偿飞行得到补偿飞行数据；所述补偿飞行数据包括第二三分量磁场数据；进而计算所述第二三分量磁场数据中各方向的方向余弦及其导数，得到补偿飞行的姿态矩阵A；其中，第二三分量磁场数据通过飞机自身的磁通门传感器测得；

S109：根据校正飞行的所述磁干扰系数β和补偿飞行的所述姿态矩阵A，计算得到补偿飞行的磁干扰数据H_T；

S110：根据所述补偿飞行的磁干扰数据H_T和所述第一总磁场H_TOT，采用公式(1)实现基于Liu估计的航磁补偿：

H_C＝H_U-H_T (1)

上式中，H_U＝H_TOT，H_C为待补偿的地磁场。

2.如权利要求1所述的一种基于Liu估计的航磁补偿方法，其特征在于：步骤S103中，校正飞行的姿态矩阵X的表达式如公式(2)所示：

上式中，是第i个航向上的方向余弦常量；T为校正飞行时飞机在第i个航向上的飞行时长；为第i个航向上的方向余弦小量，v_i′为其导数；F_i为第一三分量磁场数据中磁通门传感器第i个通道的测量数据；hpf(F_i)表示对F_i进行高通滤波；i等于1、2或者3。

3.如权利要求2所述的一种基于Liu估计的航磁补偿方法，其特征在于：步骤S104中，中心化公式如公式(3)所示：

上式中，表示的第i列元素；为姿态矩阵X的第i列的元素的平均值，i＝1，2，…，16；表示X的第i列的每个元素分别减去第i列的平均值。

4.如权利要求3所述的一种基于Liu估计的航磁补偿方法，其特征在于：步骤S105中，拟合系数表达式如公式(4)所示：

上式中，