[发明专利]一种用于通航飞机的磁导航系统及其导航方法

权利要求书

1.一种用于通航飞机的磁导航方法，包括磁导航系统，该系统设有磁力传感器模块、磁力计CPU、数据处理单元、陀螺仪模块、加热模块、电源模块和CPU温度传感器，其中，磁力传感器模块由磁力传感器组成以采集周围环境的原始磁场数据，CPU温度传感器集成于磁力计CPU中用于检测CPU周围环境温度，通过该CPU温度传感器触发加热模块维持磁力计CPU在低温状态下工作，磁力计CPU与数据处理单元的信号输入端相连，以传输经过校准后的磁场数据给数据处理单元，陀螺仪模块与数据处理单元的信号输入端相连，以提供用于计算磁航向角的横滚率、俯仰率；其中，所述电源模块提供四个电压输出端，并分别给检测磁导航系统温度的温度传感器模块、磁力传感器模块、磁力计CPU模块供电及提供参考电压；所述磁力传感器的信号输入端连接于磁力计CPU的其中一个输出引脚，磁力计CPU在接收数据之前会发送一个重置信号给磁力传感器以减小磁力传感器测量误差；其特征在于，通过所述磁力传感器多次获取原始的磁场数据，再通过标准仪器测出的标准线性数据进行对比，将差值作为磁场补偿数据，以改良原始数据的线性度使其更接近真实数据，且将该补偿数据保存于所述数据处理单元；

磁导航方法步骤如下：S1、将待测磁力计CPU固定在已验证过的常平架转台的转盘上；

S2、将标准仪器的感应探针同样固定在常平架转台的转盘上且探针与待测磁力计CPU感应轴平行；

S3、转动常平架转台至固定角度，读取标准仪器显示的三轴磁强数据并填入磁力计CPU校准程序中；

S4、重复S3测量不同角度下的磁强数据；

S5、数据记录完成后，磁力计CPU校准程序会按照采集的数据生成一个补偿文件；

S6、将补偿文件加载至磁力计CPU对磁力计测量值进行补偿，确认磁力计CPU测量值与标准仪器测量值是否相同，若一致则校准完成。

2.按照权利要求1所述的一种用于通航飞机的磁导航方法，其特征在于，磁力计CPU计算磁强数据的方法包括：

设定飞机的航道为正交三轴空间坐标系，X轴与Y轴为水平面上且相互垂直的两轴，Z轴是重力方向，地磁场方向为E ,其在水平面的分量就是磁北的方向，测量的航向角就是磁北与X轴的夹角θ, Bx、By分别为测量的地球磁场强度在X、Y轴上的分量，由于地轴和磁轴存在一定的夹角ρ, 所以在测量值上面加上这个角度就是正确的地理北方向，偏转角度因地理纬度的不同而有所差异, 可通过手册确定；当仪器设备发生倾斜时，方位值的准确性将要受到很大的影响, 航向角误差的大小取决于仪器所处的位置和倾斜角的大小，为减少倾斜角对航向角的影响，在罗盘系统中采用两轴线性倾角传感器来测量俯仰角α和横滚角β，此时水平分量Bx与By为：

Bx=bxcosα+bysinαsinβ-bzsinαcosβ ；

By=bycosβ+bzsinβ；

θ=arctan(By/Bx)；

bx/by/bz为机体周围三轴磁场数据，θ为磁航向角。