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磁力模糊搜索,磁力传感器校准

时间:2023-05-04 18:19:43 阅读:112728 作者:1473

ref :https://blog.csdn.net/wuwu ku 123/article/details/105699482

导航坐标系:东-北-日

载体坐标系:右-前-上

欧拉角定义:3-1-2圈,(航向角-俯仰角-侧倾角);

航向角自北向西正,范围为【-pi pi】;

俯仰角、行星架抬起头时的角度定义为正,角度范围-90 ~90;

侧倾角、将托架向右倾斜时角度定义为正,角度范围-180 ~180

重力矢量和地球自转角速度在地理坐标系中:

一.地磁

1、地球磁场分布图:

地球磁场:地球的磁场像条形磁铁一样从磁南极指向磁北极。 在磁极点磁场与当地水平面垂直,在赤道磁场与当地水平面平行,因此在北半球磁场的方向倾斜地指向地面。 测量磁感应强度大小的单位为Tesla或Gauss(1Tesla=10000Gauss )。 在某些地理位置,地磁强度通常为0.4-0.6高斯。 需要注意的是,磁北极和地理北极不重叠,通常他们之间有11.5度左右的夹角。

单位:

1Tesla=10000Gauss

1mmdds=100000 nT

1mmdds=1000 mGauss

1mGauss=100nT

2、地磁要素图:

将观测点放置在o上,以o点为原点创建地理坐标系OXYZ。 x轴指向北方,y轴指向东方,z轴垂直指向地面。

地磁强度t在x轴上的投影Bn称为地磁的北向分量; 将t在y轴上的投影Be称为东向分量; 将t投影到z轴上的Bz称为地磁的垂直分量。 t在水平面O-XY上的投影Bh称为地磁的水平分量。 地磁水平分量Bh和垂直分量Bz所在的平面称为磁子午面,磁子午面与地理子午面O-XZ平面所成的角称为磁偏角,用d表示,规定其东偏为正,西偏为负。 地磁强度t与水平面O-XY所成的角称为磁倾斜角,用I表示。 如上所述,t、Bh、Bn、Be、Bz、d、I统称为地磁七要素,可以作为定位方向参考量. 七要素如果知道三个独立的要素,就可以求出剩下的要素。 常用的有磁倾角、磁偏角和水平分量。 七个要素之间有以下关系。

3、中国地磁因素变化:

我国地磁因素的大致分布情况:国内地磁强度总量范围0.41~0.60Gauss(1Gauss=10^-4t ); 水平分量Bh从南向北从0.4下降到0.21; 垂直分量Bz从南向北从-0.1增加到0.56; 磁倾角I从南向北从-10增加到70; 磁偏角d自东向西增加-11至5,零偏线在中国中部偏西,自北向南通过甘肃安西和西藏得宋。

4、地磁一级近似:

是地磁的近似。 如下图所示。

不考虑地磁轴与地球自转轴的偏差,地磁强度分量可以用以下分析式描述。

但是,东方向地磁分量为0; 在实际运算中,磁强计在水平面x、y轴上的测量值全部向北方投影,使东方向为零

二.磁强计校准

根据磁强计的轴数,可分为不同的校准方法; 由于目前市场上主流磁强计都是三轴磁强计,本文重点介绍了一种基于椭圆体拟合的磁强计校准方法。 在实际生活中,我们接触最多的是电子罗盘,比如手机,内部采用三轴加速度计和三轴磁强计构成电子罗盘。 三轴加速度计用于测量载体的姿态角以补偿磁强计的测量,因此电子罗盘还受到限制适于在静止或类静止的条件下进行测量。

市场主流磁强计由惠斯通电桥式磁阻元件组成; 然而,由于制造工艺、PCB贴片以及使用环境中存在磁场等原因,磁强计的输出存在一些偏差,而不是地磁的反应值。 通常,影响分为硬磁和软磁

硬铁的影响与三轴零位的变化等价

软铁的影响与三轴标尺系数和安装误差的变化等价;

请注意,磁传感器的校准仅补偿手持设备自身产生的硬铁和软铁的干扰磁场。 这意味着在校准旋转过程中,硬铁和软铁的磁场也会随设备一起旋转!

1、十二位置法:

采用十二位置不对北方法标定软硬铁影响下获得的三轴零点位置、尺度系数和安装误差; 本质是利用天向磁场。

在加速度计/磁强计标定中,一般采用十二位置标定法,其中十二位置法,包括36个轴向,前上下右为载体坐标系; 北天东是导航坐标系

以上12个位置实验表明,x、y、z 3轴在各方向存在6次。

2、基于椭球面模拟法:

椭球拟合方法的本质是逆向处理,磁强计在无干扰的环境下在空间中自由旋转,其三轴磁强计测量的磁场强度矢量之和恒定。 也就是说,空间中的特征应该是以圆的中心为原点、半径为r的圆球。 由于存在硬磁和软磁干扰,实际数据特征为椭圆体,存在畸形点; 磁强计测量数据采用最具胡子葡萄酒(/mmdds )优化等方法拟合后,得到椭圆体拟合的参数,对参数进行一定的处理,即可补偿硬、软磁的影响。

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