磁場(chǎng)測(cè)量誤差補(bǔ)償技術(shù)綜述

李 婷，王仕成，張金生

(火箭軍工程大學(xué)，西安 710025)

0 引言

作為一種自主導(dǎo)航方式，地磁導(dǎo)航具有全天時(shí)、全天候、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。其基本原理是將磁傳感器安裝于載體上，載體運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，同時(shí)與載體計(jì)算機(jī)中的地磁基準(zhǔn)圖進(jìn)行比對(duì)和匹配，以確定飛行載體的位置[1]。高精度的磁場(chǎng)測(cè)量是地磁導(dǎo)航應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。

文獻(xiàn)[2]指出測(cè)磁儀器的性能是制約地磁導(dǎo)航發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，要重點(diǎn)加強(qiáng)磁敏感元件產(chǎn)生的磁干擾特性研究、干擾磁場(chǎng)補(bǔ)償和消除技術(shù)研究，從而保證磁場(chǎng)測(cè)量精度不受外界因素的影響，為高精度導(dǎo)航解算奠定基礎(chǔ)。

磁場(chǎng)測(cè)量誤差來(lái)自兩個(gè)方面：一是磁力儀誤差，包括零偏誤差、敏感度誤差和三軸不正交誤差；二是周圍環(huán)境的誤差，包括載體中硬磁材料、軟磁材料以及電子設(shè)備等帶來(lái)的硬磁誤差、軟磁誤差以及難以建模的隨機(jī)干擾場(chǎng)誤差。因此，為了提高測(cè)量精度，有必要從磁力儀誤差標(biāo)定和載體干擾補(bǔ)償兩個(gè)方面共同努力。

1 磁場(chǎng)測(cè)量誤差補(bǔ)償問題的研究現(xiàn)狀

1.1 航磁測(cè)量補(bǔ)償研究現(xiàn)狀

為了減少飛機(jī)載體對(duì)磁力儀測(cè)量的干擾，國(guó)內(nèi)外學(xué)者及企業(yè)公司在航磁補(bǔ)償領(lǐng)域掀起了一陣熱潮[3]。

美國(guó)學(xué)者TOLLES[4]提出了Tolles-Lawson 方程，分析了載體干擾磁場(chǎng)，包括恒定磁場(chǎng)、感應(yīng)磁場(chǎng)和渦流磁場(chǎng)。20世紀(jì)60年代，加拿大蒙特利爾CAE公司推出了半自動(dòng)補(bǔ)償器，對(duì)上述3種磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，耗時(shí)約30～45 min；1970年，美國(guó)學(xué)者PASSIER提出了一種新形式的補(bǔ)償系統(tǒng)，可以補(bǔ)償100 nT的干擾磁場(chǎng)，精度達(dá)0.1 nT，可應(yīng)用于飛機(jī)PR-141；……