[发明专利]阵列式MEMS磁传感器实时标定方法

说明书

本发明公开了一种阵列式MEMS磁传感器实时标定方法。本发明一种阵列式MEMS磁传感器实时标定方法，包括：获取阵列MEMS磁传感器实时数据并进行预处理；将阵列式MEMS磁传感器数据进行均值运算；建立统一的阵列式MEMS磁传感器标定模型；通过参数模型，设计自适应Kalman滤波算法，实现参数估计，标定过程采样点数为M，若k＝M，则输出标定结果，完成阵列式MEMS磁传感器标定过程，若k＜M，表示标定过程未完成，则重复上述步骤，直至标定过程结束，其中，k和M都是正整数。本发明的有益效果：(1)本发明采用统一的阵列式MEMS磁传感器测量模型，具有减小测量噪声的优点；(2)本发明设计参数估计模型，具有实时估计未知参数并构造标定结果的优点。

技术领域

本发明涉及MEMS磁传感器领域，具体涉及一种阵列式MEMS磁传感器实时标定方法。

背景技术

MEMS磁传感器是MEMS惯性导航系统中常用的一种传感器，可以为MEMS惯性导航系统提供航向信息。由于存在硬铁和软铁干扰，影响航向测量准确度，因此在进行航向确定之前需要对MEMS磁传感器进行标定。

传统技术存在以下技术问题：

传统的MEMS磁传感器标定方法是基于代价函数最小化的解析方法，该方法易受MEMS磁传感器测量噪声的影响使得标定参数存在偏置误差，从而影响航向测量精度。为此，需要对测量噪声进行抑制，并通过参数估计等优化方法对标定参数进行估计，完成标定过程。

发明内容

为克服传统方法在测量噪声大的MEMS磁传感器标定过程中存在偏置误差的问题，采用一种阵列式MEMS磁传感器实时标定方法。在对阵列式MEMS磁传感器统一测量模型构造的基础上，通过构造参数模型、设计自适应Kalman滤波算法实现参数估计，完成标定过程。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种阵列式MEMS磁传感器实时标定方法，包括：

获取阵列MEMS磁传感器实时数据并进行预处理；

将阵列式MEMS磁传感器数据进行均值运算；

建立统一的阵列式MEMS磁传感器标定模型；

通过参数模型，设计自适应Kalman滤波算法，实现参数估计，标定过程采样点数为M，若k＝M，则输出标定结果，完成阵列式MEMS磁传感器标定过程，若k＜M，表示标定过程未完成，则重复上述步骤，直至标定过程结束，其中，k和M都是正整数。

在其中一个实施例中，“获取阵列MEMS磁传感器实时数据并进行预处理；”具体包括：

由MEMS磁传感器测量模型可知：

式中，表示MEMS磁传感器测量结果；S_f表示比例因子，C_no表示非正交矩阵，C_si表示软铁干扰误差，表示导航系到载体系的方向余弦矩阵，mⁿ表示导航系下地磁场矢量，b_hi表示硬铁干扰误差，b_m表示偏置误差，η_m表示随机噪声；

当不考虑MEMS磁传感器存在位置变化时，MEMS磁传感器测量模型可以表示为：

式中，表示MEMS磁传感器测量结果；C＝S_fC_noC_si表示综合变换误差矩阵；b＝S_fC_nob_hi+b_m表示综合偏置误差；表示载体系下地磁场矢量；η＝η_m表示随机噪声；

考虑阵列式MEMS磁传感器测量时，其测量模型可以表示为：