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椭圆拟合方法在磁罗盘罗差校准中的应用
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:V249.32[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室,北京100191, [2]中国人民解放军总参谋部第55研究所,北京100190
  • 相关基金:国防基础科研重大项目(No.D2120060013);国家自然科学基金重点资助项目(No.60736025)
中文摘要:

磁罗盘在使用过程中受周围铁磁物质的影响致使航向精度降低,因此对磁罗盘进行校准是十分必要的。针对传统的磁罗盘罗差校准算法存在系数矩阵易奇异导致算法不稳定的问题,提出了改进的最小二乘椭圆拟合算法。分析了外界磁干扰对磁罗盘输出的影响,建立了罗差的椭圆模型,通过对系数矩阵的奇异性进行分析,采用最小二乘方法实现了对椭圆模型误差系数的辨识。该算法克服了原有算法的不稳定性,对校准过程中的突变干扰有很强的抑制能力,同时将六维特征矢量的求解转化为三维特征矢量求解,在保证校准精度的情况下降低了计算量。多位置转台实验验证了该方法的有效性和实用性,校准后的磁罗盘精度由0.8°提高到0.4°,满足了导航系统的需求。

英文摘要:

It is essential to calibrate the compass deviation for a magnetic compass , for the navigation precision of the magnetic compass can be affected by the ferromagnetic materials in working environments. A improved least square ellipse fitting method was presented in this paper to improve the sta bility of the traditional calibration method that the coefficient matrix may be singular. The effect of the magnetic interference on the output of magnetic compass was analyzed and a ellipse model for the compass deviation was established. By analysis on the singularity of a coefficient matrix, the error coefficients of the ellipse model were identified by the least square ellipse fitting method. Experimental results show that the method suppresses the instability and prevents from the pulse disturbance. Moreover, by transforming six dimensional eigenvector's solutions into three dimensional eigenvector's solutions, it can reduce the computation load while keeping the precision. The multi-position experimental results prove the validity and practicality of this method and show that the precision of the calibrated magnetic compass is improved from 0. 8° to 0. 4°, which meets the requirement of the navigation system.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699