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基于FLANN的三轴磁强计误差校正研究 被引量:41
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作者 吴德会 黄松岭 赵伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期449-453,共5页
提出一种基于函数链接型神经网络(FLANN)的三轴磁强计误差修正方法。由于三轴非正交、灵敏度不一致及零点漂移所引起的误差降低了三轴磁强计的测量精度,因此有必要进行校正。本文先对与三轴磁强计系统参数有关的测量进行详细分析和理论... 提出一种基于函数链接型神经网络(FLANN)的三轴磁强计误差修正方法。由于三轴非正交、灵敏度不一致及零点漂移所引起的误差降低了三轴磁强计的测量精度,因此有必要进行校正。本文先对与三轴磁强计系统参数有关的测量进行详细分析和理论计算;然后,设计矩阵形式的数学模型对该误差进行修正。通过构造相应的FLANN网络结构,实现对模型参数矩阵的辨识。用实际地磁场测量数据进行测试,结果表明,三轴磁强计的转向误差由800 nT修正到12 nT以下。因此,该研究为提高三轴磁强计性能提供了一种可行方法。 展开更多
关键词 函数链接型神经网络 三轴磁强计 误差校正 辨识
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基于线性化参数模型的三轴磁场传感器校准方法 被引量:24
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作者 张琦 潘孟春 +1 位作者 陈棣湘 庞鸿峰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期215-219,共5页
针对三轴磁场传感器零偏误差、刻度因子不一致性误差和非正交误差等,建立了磁场传感器的三个敏感轴与参考正交坐标系的转换矩阵;基于标量校准思想,推导了传感器三轴测量值与磁场标量值之间的线性化参数模型;根据最小二乘原理,进行传感... 针对三轴磁场传感器零偏误差、刻度因子不一致性误差和非正交误差等,建立了磁场传感器的三个敏感轴与参考正交坐标系的转换矩阵;基于标量校准思想,推导了传感器三轴测量值与磁场标量值之间的线性化参数模型;根据最小二乘原理,进行传感器模型参数辨识。选取两款三轴磁通门磁力仪进行了误差校准实验研究,校准后,传感器的测量误差可以降低一个数量级。在实验过程中,不需要高精度的实验设备,在稳定地磁场环境下即可进行。实验研究表明,此方法是一种方便易行、精度较高的传感器校准方法。 展开更多
关键词 三轴磁场传感器 误差校准 线性化参数模型 最小二乘
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三轴磁敏传感器误差分析与校正研究 被引量:13
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作者 李久春 《测控技术》 CSCD 2008年第8期11-13,19,共4页
三轴磁敏传感器被广泛应用于空间磁场测量。但由于非正交性、各通道定标比例系数的不一致性以及各通道零点偏置,三轴磁敏传感器不同的姿态会导致测量结果上的差异,即存在转向误差。首先对三轴磁敏传感器转向误差进行了细致的分析与计算... 三轴磁敏传感器被广泛应用于空间磁场测量。但由于非正交性、各通道定标比例系数的不一致性以及各通道零点偏置,三轴磁敏传感器不同的姿态会导致测量结果上的差异,即存在转向误差。首先对三轴磁敏传感器转向误差进行了细致的分析与计算,提出了一种轴间正交化、调整灵敏度和减小零点漂移的转向误差模型。然后,建立了与之对应的神经网络结构以实现对转向误差模型参数的智能辨识。最后,通过建立的误差模型实现了对转向误差的自校正。实验结果表明,所提的自校正方法能有效改善三轴磁敏传感器的性能。 展开更多
关键词 三轴磁敏传感器 转向误差 自校正 非正交性
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基于自适应遗传算法的三轴磁强计误差校正方法 被引量:10
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作者 卢兆兴 张金生 +1 位作者 王仕成 蔡欣华 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期331-336,共6页
三轴磁强计已被广泛应用于空间磁场的测量。分析三轴不正交对三轴磁强计测量结果带来的影响,得到三轴磁强计的误差校正公式,建立求解非正交误差角的最优化数学模型,并运用自适应遗传算法对模型进行求解,实现对磁强计固有参数的辨识和测... 三轴磁强计已被广泛应用于空间磁场的测量。分析三轴不正交对三轴磁强计测量结果带来的影响,得到三轴磁强计的误差校正公式,建立求解非正交误差角的最优化数学模型,并运用自适应遗传算法对模型进行求解,实现对磁强计固有参数的辨识和测量误差的校正。通过FGM-2000三轴磁力仪实测实验对校正方法进行验证,结果表明,校正方法效果明显,仪器的测量误差减小了88.1%,测量精度显著提高。 展开更多
关键词 三轴磁强计 自适应遗传算法 参数辨识 误差校正
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磁梯度张量系统的非线性校正方法 被引量:10
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作者 尹刚 张林 +1 位作者 谢艳 魏志 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期35-43,共9页
针对磁梯度张量系统中存在的零点偏移、灵敏度不一致、三轴非正交等单传感器误差和传感器之间的非对准误差,提出了磁梯度张量系统的非线性校正方法。该方法基于磁梯度张量的差分测量理论,建立了包含单传感器误差参数和传感器间非对准误... 针对磁梯度张量系统中存在的零点偏移、灵敏度不一致、三轴非正交等单传感器误差和传感器之间的非对准误差,提出了磁梯度张量系统的非线性校正方法。该方法基于磁梯度张量的差分测量理论,建立了包含单传感器误差参数和传感器间非对准误差参数的张量测量数学模型;然后基于标量校正原理、张量不变量理论和点积不变量理论,提出了关于磁标量场、磁矢量场和磁张量场的4种不同的非线性约束准则,并给出了磁梯度张量系统的输出坐标系与标准正交坐标系间的非对准误差约束条件,进而建立了包含磁梯度张量系统误差参数的非线性方程组;最后,利用非线性最小二乘法求解方程组的未知参数,不仅实现了误差参数的准确估计,而且可以将磁梯度张量的输出校正到标准正交坐标系下。仿真和实验结果验证了方法的有效性,实际张量系统的张量各分量均方根误差平均值由1097.52降到14.19 nT/m。 展开更多
关键词 磁梯度张量 非线性校正 磁矢量传感器 标量校正 非线性最小二乘法
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基于地面磁信标的水平定向钻进实时定位方法 被引量:8
6
作者 邓国庆 姚爱国 +1 位作者 龚正 邱敏 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2336-2344,共9页
为提高非开挖水平定向钻进定位的精度和适用范围,提出一种基于地面永磁体信标的定位导向方法,在地面布置Φ50mm×300mm永磁体信标,永磁体轴线与水平面平行,利用钻具上安装的由5个三轴磁强计、1个三轴加速度计和1个三轴陀螺仪构成的... 为提高非开挖水平定向钻进定位的精度和适用范围,提出一种基于地面永磁体信标的定位导向方法,在地面布置Φ50mm×300mm永磁体信标,永磁体轴线与水平面平行,利用钻具上安装的由5个三轴磁强计、1个三轴加速度计和1个三轴陀螺仪构成的传感器阵列测量磁信标在钻头附近的磁梯度张量解算钻头的位置.对该定位模型进行仿真实验表明该定位方法在深度和水平方向的定位精度均较高,理论上通过调整磁信标位置、永磁体数量、磁强计精度和基线长度在足够大的钻进深度和距离内保持定位误差小于1%,同时证明在有限钻具空间内基线相对越长,定位精度越高.实测实验表明环境干扰磁场对该方法的影响非常小,具有良好的实际效果.该定位方法满足非开挖水平定向钻进施工时的实时定位导向要求,操作简单,对场地条件要求低,大大提高了水平定向钻进定位的效率和适用范围. 展开更多
关键词 水平定向钻 实时定位 永磁体信标 磁梯度张量 三轴磁强计 基线长度 钻探 工程地质
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无人机磁惯导系统中航向校正的双内积算法 被引量:7
7
作者 王勇军 李智 李翔 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期87-94,共8页
针对无人机磁惯导系统中广泛采用的三轴磁强计,建立航向角误差模型,分析出航向角的非对准误差等效为常值误差加半圆罗差,提出了一种基于双内积的航向误差校正方法,即利用地磁场矢量与自身内积得到的模值为定值以及地磁矢量与重力矢量二... 针对无人机磁惯导系统中广泛采用的三轴磁强计,建立航向角误差模型,分析出航向角的非对准误差等效为常值误差加半圆罗差,提出了一种基于双内积的航向误差校正方法,即利用地磁场矢量与自身内积得到的模值为定值以及地磁矢量与重力矢量二者的内积为常数原理进行航向角解算补偿。该方法能克服基于矢量模值不变校正方法无法补偿非对准误差的缺陷,可实现三轴磁强计的完全校正。数值仿真及实验结果显示,该方法校正效果优于标量校正法、点积不变法以及两步法,能有效降低磁场矢量的模值误差和无人机航向角误差,且对磁惯导系统中的传感器噪声有较好鲁棒性。 展开更多
关键词 磁惯导系统 三轴磁强计 校正 航向角 双内积
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基于椭球拟合的三轴磁强计两步校准法 被引量:6
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作者 于向前 刘斯 +10 位作者 肖池阶 曲亚楠 宗秋刚 陈鸿飞 邹鸿 施伟红 王永福 陈傲 宋思宇 高爽 邵思霈 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第4期52-56,共5页
在传统的基于椭球拟合校准法的基础上,提出了两步校准法。第一步引入中间变量,采用最小二乘法通过求解准线性方程来获得最优解,完成对总磁场和零位偏差的校准。第二步通过求解非线性方程组,完成灵敏度误差和三轴不正交性误差的校准。数... 在传统的基于椭球拟合校准法的基础上,提出了两步校准法。第一步引入中间变量,采用最小二乘法通过求解准线性方程来获得最优解,完成对总磁场和零位偏差的校准。第二步通过求解非线性方程组,完成灵敏度误差和三轴不正交性误差的校准。数值模拟和实际校准实验均表明,该方法能有效校准三轴磁强计由于制造工艺带来的误差,且引入中间变量可以有效避免计算误差的积累,从而有效降低总磁场的校准误差。 展开更多
关键词 正交性校准 三轴磁强计 两步校准法
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基于FLANN的磁通门总场梯度计误差校正 被引量:6
9
作者 黄玉 郝燕玲 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期83-87,共5页
针对磁通门磁力计轴间非正交、对应轴指向偏差、灵敏度不一致及零点漂移所引起的误差会降低总场梯度计的测量精度问题,建立了磁通门总场梯度计的测量误差模型,提出了一种基于函数链接型神经网络(FLANN)的总场梯度计误差校正方法,将2个... 针对磁通门磁力计轴间非正交、对应轴指向偏差、灵敏度不一致及零点漂移所引起的误差会降低总场梯度计的测量精度问题,建立了磁通门总场梯度计的测量误差模型,提出了一种基于函数链接型神经网络(FLANN)的总场梯度计误差校正方法,将2个磁场力计实际输出分别通过校正模型以构成理想的2个三轴磁力计,使输出与待测量一致.数值仿真及实验测试均证明了校正方法具有良好的收敛性,能显著地抑制总场梯度测量误差. 展开更多
关键词 总场梯度计 误差校正 三轴磁力计 函数链接型神经网络 辨识
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磁力仪三轴非正交的转动补偿方法 被引量:3
10
作者 贾文抖 林春生 +2 位作者 孙玉绘 赵鹤达 翟国君 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期157-160,共4页
为解决磁力仪三轴非正交的问题,建立了三轴磁力仪误差补偿模型,提出了基于旋转数据正弦曲线拟合的方法,对三轴磁力仪的非正交性进行标定。利用正弦曲线的初始相位角求解标定参数,实现了对三轴磁力仪的非正交标定及输出补偿。结果表明:... 为解决磁力仪三轴非正交的问题,建立了三轴磁力仪误差补偿模型,提出了基于旋转数据正弦曲线拟合的方法,对三轴磁力仪的非正交性进行标定。利用正弦曲线的初始相位角求解标定参数,实现了对三轴磁力仪的非正交标定及输出补偿。结果表明:该方法对磁力仪非正交参数的求解精度高,标定后的磁力仪的磁测准确性改善明显;该方法不需要利用高精度光泵磁强计测量磁场的强度,为三轴磁力仪的非正交参数标定提供了一个新的有效的途径。 展开更多
关键词 三轴磁力仪 补偿 非正交 曲线拟合
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基于PSO算法的三轴磁强计总量差校正 被引量:3
11
作者 顾庆 徐斌 +1 位作者 张松勇 顾伟 《现代电子技术》 2013年第2期83-85,90,共4页
三轴磁通门磁强计在静态磁场的测量中有广泛的应用。由于磁强计轴与轴之间的非理想正交性和标定系数不一致,在测量磁场的模量时会产生总量差。因此要精确的测量磁场的模值,就必须对总量差进行校正。首先分析三轴磁强计测量值与理想值之... 三轴磁通门磁强计在静态磁场的测量中有广泛的应用。由于磁强计轴与轴之间的非理想正交性和标定系数不一致,在测量磁场的模量时会产生总量差。因此要精确的测量磁场的模值,就必须对总量差进行校正。首先分析三轴磁强计测量值与理想值之间的数学关系,推导出误差校正的数学模型。然后提出一种带权重因子的目标函数,并利用PSO算法对误差参数进行求解。最后使用实际测量数据,验证并分析该方法对总量差校正的有效性。 展开更多
关键词 三轴磁强计 总量差 PSO算法 总量差校正
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三轴磁强计晃动对测量结果的影响分析及校正
12
作者 林朋飞 林春生 +1 位作者 张宁 贾文抖 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期58-62,共5页
三轴磁强计的主要误差有零偏误差、灵敏度误差以及三轴非正交误差。通过在三轴正交坐标体系下对传感器的三轴非正交误差进行分析,建立了传感器误差模型,分析了误差对传感器晃动所产生的影响。晃动1°产生的误差最大可达109.5 nT,晃... 三轴磁强计的主要误差有零偏误差、灵敏度误差以及三轴非正交误差。通过在三轴正交坐标体系下对传感器的三轴非正交误差进行分析,建立了传感器误差模型,分析了误差对传感器晃动所产生的影响。晃动1°产生的误差最大可达109.5 nT,晃动误差随着晃动角度的增加而增加。为控制晃动误差,通过对误差模型分析建立误差校正模型,并通过非线性曲线拟合对校正模型参数准确估计,将估计参数代入校正模型,可以实现对传感器输出校正,使其输出误差大大减小,晃动1°产生的误差范围可控制在0.03 nT以内。这表明该校正方法有效地降低了晃动对传感器输出产生的影响。 展开更多
关键词 三轴磁强计 晃动 三轴非正交误差 零偏误差 灵敏度 校正
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一种基于椭球约束和Procrustes分析的磁矢量传感器校正算法 被引量:1
13
作者 谢启源 陆宇平 +1 位作者 乔兵 李渊 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1684-1687,共4页
磁矢量传感器在测量过程中将受到载体及其他工作部件的干扰,为保证和提高测量精度,提出了基于椭球约束和Procrustes分析的磁矢量传感器校正算法。在分析误差来源并进行分类的基础上,建立了磁矢量传感器误差模型,通过椭球约束法和正交Pro... 磁矢量传感器在测量过程中将受到载体及其他工作部件的干扰,为保证和提高测量精度,提出了基于椭球约束和Procrustes分析的磁矢量传感器校正算法。在分析误差来源并进行分类的基础上,建立了磁矢量传感器误差模型,通过椭球约束法和正交Procrustes分析获得了由测量值到真值的映射关系,实现磁矢量传感器的校正。仿真结果表明,该校正方法能有效地完成磁矢量传感器的校正,而且方法简单、易于实现,在较大噪声水平下也能较好的完成校正工作。 展开更多
关键词 磁矢量传感器 误差校正 椭球约束法 正交Procrustes分析
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强噪声下三轴磁力计正交及增益误差校正及其测量实验 被引量:1
14
作者 武立华 黄玉 +1 位作者 赵恩明 刘志海 《物理实验》 2013年第10期30-35,共6页
提出了适用于强测量噪声情况下的三轴磁力计正交及增益误差建模及校正方法,详细推导了磁力计测量误差模型,给出了误差参量辨识及校正算法,仿真证明了在强噪声情况下算法仍具有良好的收敛性,给出了不同信噪比条件下误差校正精度与采样点... 提出了适用于强测量噪声情况下的三轴磁力计正交及增益误差建模及校正方法,详细推导了磁力计测量误差模型,给出了误差参量辨识及校正算法,仿真证明了在强噪声情况下算法仍具有良好的收敛性,给出了不同信噪比条件下误差校正精度与采样点个数的关系,证实了算法能应用在磁力计测量噪声较强场合,并将其实现地磁场强度测量实验,获得了令人满意的结果. 展开更多
关键词 三轴磁力计 误差校正 辨识 最优估计 水下定位
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Submarine Magnetic Field Extrapolation Based on Boundary Element Method
15
作者 高俊吉 刘大明 +2 位作者 姚琼荟 周国华 闫辉 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS 2007年第2期112-116,共5页
In order to master the magnetic field distribution of submarines in the air completely and exactly and study the magnetic stealthy performance of submarine,a mathematic model of submarine magnetic field extrapolation ... In order to master the magnetic field distribution of submarines in the air completely and exactly and study the magnetic stealthy performance of submarine,a mathematic model of submarine magnetic field extrapolation is built based on the boundary element method(BEM).An experiment is designed to measure three components of magnetic field on the envelope surface surrounding a model submarine.The data in different heights above the model submarine are obtained by use of tri-axial magnetometers.The results show that this extrapolation model has good stabilities and high accuracies compared the measured data with the extrapolated data.Moreover,the model can reflect the submarine magnetic field distribution in the air exactly,and is valuable in practical engineering. 展开更多
关键词 电磁学 潜水艇 磁力计 设计
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基于多姿态直接算法的磁传感器测量和校正方法研究
16
作者 吴风喜 华冰 +1 位作者 刘海颖 许蕾 《测控技术》 CSCD 北大核心 2014年第8期1-4,共4页
根据地磁导航的要求,描述了基于三轴加速度计和三轴磁强计的航向角测量原理,分析了磁强计的误差来源及其对航向角测量的影响,提出了基于多姿态直接计算法。该算法直接利用多个姿态下三轴磁强计输出的各个分量进行误差计算,并进行补偿。... 根据地磁导航的要求,描述了基于三轴加速度计和三轴磁强计的航向角测量原理,分析了磁强计的误差来源及其对航向角测量的影响,提出了基于多姿态直接计算法。该算法直接利用多个姿态下三轴磁强计输出的各个分量进行误差计算,并进行补偿。同时将此算法与基于最小二乘的24位置误差补偿法进行比较,通过数据仿真,结果表明两种方法均能抑制磁强计误差的影响,航向角的测量精度由2°提高至0.3°。 展开更多
关键词 地磁导航 姿态 航向角 三轴磁强计 误差
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三轴磁强计转向差的自适应校正 被引量:15
17
作者 朱昀 董大群 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期392-397,共6页
三轴磁通门磁强计被广泛地应用于地磁和空间磁场的研究。利用三轴磁强计的输出向量来估计被测磁场的模量,会有转向差存在。转向差是由磁强计三个磁轴的非正交性、各通道定标比例系数的不一致性以及各通道的零点偏置引起的。要精确计算... 三轴磁通门磁强计被广泛地应用于地磁和空间磁场的研究。利用三轴磁强计的输出向量来估计被测磁场的模量,会有转向差存在。转向差是由磁强计三个磁轴的非正交性、各通道定标比例系数的不一致性以及各通道的零点偏置引起的。要精确计算被测磁场的模,校正转向差,就必须估计出磁强计的上述参数。本文提出的校正方法对磁强计的参数进行估计,不需造价昂贵的专用设备。仿真试验及实测数据证明这些方法是行之有效的。 展开更多
关键词 三轴磁强计 转向差 自适应校正
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矢量传感器的转向差与信号检测 被引量:2
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作者 朱昀 董大群 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期10-12,共3页
三轴磁强计广泛地用于磁信号检测 ,但由于转向差的存在限制了它对微弱信号的检测。在分析矢量传感器转向差的基础上 ,提出一种校正转向差的方法 ,结果显示该方法能显著地降低转向差 。
关键词 矢量传感器 转向差 三轴磁强计 校正 信号检测
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三轴磁强计对微弱磁信号的检测 被引量:4
19
作者 朱昀 董大群 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第z2期19-20,34,共3页
三轴磁强计广泛地应用于磁信号的检测 ,但转向差的存在限制了对微弱磁信号的检测能力。在分析自适应权向量法原理的基础上 ,提出一种解决方案 ,显著的改善了自适应信号检测的信噪比 。
关键词 三轴磁强计 转向差 自适应权向量
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