[发明专利]一种飞行器磁干扰场模型参数解算方法

摘要

本研究属于飞行器磁干扰场补偿领域，具体涉及一种飞行器磁干扰场模型参数解算方法。本发明包括：测量实验区域的环境磁场；测量载体的固定磁场；测量载体的感应干扰场，并解算感应干扰场模型参数；测量载体的涡流干扰场，并解算涡流干扰场模型参数。本发明针对载体三项磁干扰场，在实验过程中逐次进行测量和解算，增强了实验的针对性；通过有效地控制载体运动，避免了传统方法中载体运动耦合问题带来的解算误差；通过进行离线实验和解算，避免了传统方法必须的校准飞行，节约了实验资源；可对实验环境的磁场进行有效控制，避免了传统方法中由于实验区域磁场不稳定带来的误差。

主权项

1.一种飞行器磁干扰场模型参数解算方法，其特征在于：（1）测量实验区域的环境磁场：将三轴磁传感器放置在磁场发生器包围的实验区域内，传感器的三个轴向分别与磁场发生器组成的直角坐标系的坐标轴方向一致，测量实验环境中三个轴向上的磁场强度，设x，y，z轴向上的磁场分别为T_0x，T_0y，T_0z，为初始环境磁场；（2）测量载体的固定磁场：将三轴传感器固定安装在载体内，使传感器的三个轴向与载体坐标系的轴向一致，载体坐标系的三个轴向与实验环境的三个轴向一致，不启动磁场发生器，记录此时载体内三轴传感器在各个轴向上测得的磁场，分别为T_1x，T_1y，T_1z，将测量值分别与环境磁场相减即可得载体的固定干扰场，Tp=TpxTpyTpz=T1xT1yT1z-T0xT0yT0z;]]>（3）测量载体的感应干扰场，并解算感应干扰场模型参数：启动三组磁场发生器，使得在实验区域内三个轴向上产生均匀的磁场，每隔一段时间s，将磁场发生器产生的磁场和T_0x，T_0y，T_0z相加，得到载体外部磁场值序列为记录每种情况载体内磁力仪测量的磁场值，输出序列为将其中每组数据分别减去对应的载体固定干扰场和外部磁场值，可得载体的感应磁场序列，对于每一组磁场值可得，T2xiT2yiT2zi-TpxTpyTpz-T0x′iT0y′iT0z′i=a11a12a13a21a22a23a31a32a33T0x′iT0y′iT0z′i]]>对于每一分量，可得，T2xi-Tpx-T0x′i=a11T0x′i+a12T0y′i+a13T0z′i,]]>T2yi-Tpy-T0y′i=a21T0x′i+a22T0y′i+a23T0z′i,]]>T2zi-Tpz-T0z′i=a31T0x′i+a32T0y′i+a33T0z′i;]]>（4）测量载体的涡流干扰场，并解算涡流干扰场模型参数：启动三组磁场发生器，和环境磁场T_0x，T_0y，T_0z一起，使得实验区域内三个轴向上均保持稳定的均匀磁场，设为控制载体在各个轴向上做角速度ω的转动，变换各个轴向上的角速度，记录每一时刻载体的角速度和相对原始状态的转动角度，角速度序列为各个轴向上相对原始状态的转动角度序列为α¹,β¹,γ¹，α²,β²,γ²，……，α^m,β^m,γ^m，同时在相应时刻测量磁力仪在三个轴向上的磁场值分别为，当转动角度为时，载体坐标系相对于基准坐标系的方向余弦矩阵为，A(j)=cosγjcosβjsinγjcosαj+cosγjsinβjsinαjsinγjsinαj-cosγjsinβjcosαj-sinγjcosβjcosγjcosαj+sinγjsinβjsinαjcosγjsinαj-sinγjsinβjcosαjsinβj-cosβjsinαjcosβjcosαj]]>载体的感应磁场为，TixjTiyjTizj=a11a12a13a21a22a23a31a32a33A(j)T0x′′T0y′′T0z′′]]>外部磁场在载体上的分量为，TxjTyjTzj=A(j)T0x′′T0y′′T0z′′,]]>T3xjT3yjT3zj-TpxTpyTpz-TxjTyjTzj-TixjTiyjTizj=b11b12b13b21b22b23b31b32b330wz-wy-wz0wxwy-wx0A(j)Tx0Ty0Tz0,]]>求解最小二乘解，可以求取相应分量上的涡流干扰场模型参数。