[发明专利]一种基于GNSS测向的磁传感器校准方法

说明书

本发明公开一种基于GNSS测向的磁传感器校准方法，所述方法包括：获取无人机的特征数据样本，并进行处理，得到第一校准参数；所述第一校准参数对所述无人机的特征数据样本进行校验，若检测通过，得到第二校准参数；判断所述第二校准参数是否通过阈值范围检测，若通过，得到第三校准参数，所述第三校准参数修正原始磁感应强度数据，得到修正后的无人机航向信息；判断所述修正后的无人机航向信息与GNSS航向信息是否匹配，若不匹配，则重新进行无人机航向信息校准。本发明提出的基于GNSS测向的磁传感器校准方法，该方法对无人机的飞行状态没有限制，对数据采集数量要求较低，且能够有效排除磁传感器和环境异常造成的偏差。

技术领域

本发明属于无人机导航技术领域，具体为一种基于GNSS测向的磁传感器校准方法。

背景技术

无人机的航向信息是确保无人机安全飞行不可或缺的导航信息之一，磁传感器模块主要是通过感知地球磁场的存在来计算磁北极的方向，其依靠体积小、航向精度高、倾斜范围宽、频响高、低功耗的优点，被广泛应用于通信导航技术领域，通过将计算出的磁北极方向减去当地的磁偏角得到无人机的航向信息。

磁传感器模块受周围环境的影响以及自身器件的影响，往往存在一定的误差，所以不能直接使用磁传感器测量的数据得到航向角。因此，在使用磁传感器之前需要对其进行校准。

一般磁传感器校准方法都是基于椭球模型和椭圆模型，在地面进行校准。椭球模型主要用于磁传感器三轴校准，椭圆模型主要用于水平二轴校准。椭球或者椭圆模型都需要对磁传感器载体进行整数周的转动操作来采集数据，然后计算校准参数，使得椭球和椭圆接近球和圆形。该方法规定了无人机的运动轨迹与姿态。

对于传统的地面校准磁传感器的方法，由于没有考虑无人机上的电磁干扰，引起的磁传感器的误差，故地面校准的效果一般。并且对于长时长距飞行的无人机，会由于无人机的周围磁场发生显著变化而导致地面校准效果降低。同时地面进行磁传感器校准，比较费时费力。

现有的空中磁传感器校准办法，一般是依据椭圆或者椭球模型，其需要磁传感器载体在空中进行整周的转动，其方法只是将地面的校准过程在空中自动进行。该类方法由于需要无人机进行特定的飞行，对无人机本身的作业任务存在影响。并且对于长时长距的飞行，该方法不能修正磁传感器的校准参数。

发明内容

本发明提供一种基于GNSS测向的磁传感器校准方法，其目的是为了解决现有技术中传统的地面校准磁传感器的方法和现有的空中磁传感器校准办法中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于GNSS测向的磁传感器校准方法，所述方法包括：

获取无人机的特征数据样本，并进行处理，得到第一校准参数；

所述第一校准参数对所述无人机的特征数据样本进行校验，若校验通过，得到第二校准参数；

判断所述第二校准参数是否通过阈值范围检测，若通过，得到第三校准参数，所述第三校准参数修正原始磁感应强度数据，得到修正后的无人机航向信息；

判断所述修正后的无人机航向信息与GNSS航向信息是否匹配，若不匹配，则重新进行无人机航向信息校准。

进一步的，所述特征数据样本包括：

GNSS测向状态信息、地磁信息、姿态角信息或原始三轴磁感应强度信息。

进一步的，将所述特征数据样本进行处理的过程为：

对所述特征数据样本进行计算，得到与所述特征数据样本相对应的标准三轴磁感应强度信息；

对所述标准三轴磁感应强度信息和原始三轴磁感应强度信息进行处理，得到与所述标准三轴磁感应强度信息和原始三轴磁感应强度信息对应的矩阵和向量信息；

对所述矩阵和向量信息进行处理，得到第一校准参数。