基于椭球磁补偿 matlab,基于椭球曲面拟合的三维磁罗盘误差补偿算法

第 20 卷第 5 期中国惯性技术学报 Vol.20 No.5 2012年10月 Journal of Chinese Inertial Technology Oct. 2012 收稿日期：2012-04-20；修回日期：2012-09-20 基金项目：国家自然科学基金(61104196)；南京理工大学紫金之星基金资助项目(AB41381)；国家自然科学基金(61104109)；江苏省自然科学基金(BK2011703)；江苏省科技支撑与自主创新资金资助(BE2012178) 作者简介：朱建良(1980—)，男，博士生，助理研究员，从事导航与制导研究。E-mail：zjl_njust@sina.com 联系人：薄煜明(1965—)，男，研究员，博士生导师，从事火力控制、导航方面的研究。E-mail：13905178063@172 . com 文章编号：1005-6734(2012)05-0562-05 基于椭球曲面拟合的三维磁罗盘误差补偿算法朱建良 1，王兴全 2，吴盘龙 1，薄煜明 1，张捷 1 (1. 南京理工大学自动化学院，南京 210094；2. 天津航海仪器研究所，天津 300131) 摘要：针对现有三维磁罗盘误差补偿速度慢、需专用转台、野外使用不便的问题，提出了一种建立总磁场的不等边椭球曲面数学模型进行误差补偿的方法。首先根据Poisson方程描述的总磁场测量模型，得出一般椭球曲面模型，然后，采用牛顿迭代法对椭球曲面方程线性化，分别使用最小二乘法和总体最小二乘法计算线性化方程，推导椭球曲面拟合的数学公式，计算椭球曲面参数，最后，利用最小二乘法提出并推导参数初值的计算公式，给出了选取数据点的方法。实验结果表明，仅手持磁罗盘在各象限旋转即可实现误差补偿，航向测量精度可达 0.8°，补偿精度与传统的转台补偿基本相同，而补偿方式更为灵活，适用于无转台设备的野外环境测量使用。关键词：三维磁罗盘；椭球曲面拟合；总体最小二乘法；牛顿迭代法中图分类号：U666.1 文献标志码：A Three-dimensional magnetic compass error compensation algorithm based on ellipsoid surface fitting ZHU Jian-liang1, WANG Xing-quan2, WU Pan-long1, BO Yu-ming1, ZHANG Jie1 (1. Automation College, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China; 2. Tianjin Navigation Instrument Research Institute, Tianjin 300131, China) Abstract: To solve the problems in existing 3D magnetic compasses (such as, error compensation is slow, special turntable is needed, and field applying is inconvenient), we put forward a method to establish a scalene ellipsoid surface mathematical model of the general magnetic field to compensate

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