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地磁信号检测系统设计及误差补偿研究

刘宗尧  
【摘要】:地磁场是地球物理场,与地理位置是一一对应的。地磁导航就是利用地磁信号的特征量,结合一定的匹配算法实现定位的一种导航方式,它作为一种无源自主导航方法,具有抗干扰能力强、全天候、精度适中的优点,是国内外学者近年来研究的热点。 获得高精度、实时的地磁信号是地磁导航技术成功的前提之一,它关系到后续工作的成败。为了获得高精度、实时的地磁信号,本文在研究地磁信号的组成及特点的基础上,构建了基于磁阻传感器和单片机的地磁信号采集系统,并通过串口实现地磁信号采集系统与上位机之间的通信,在VB6.0环境下,利用通信控件MSComm编写数据存储界面,存储地磁信号。 在MATLAB环境下,通过小波分析去除地磁信号中的噪声并重构地磁信号。在此基础上,本文研究了三轴磁阻传感器的灵敏度误差、非正交误差以及零点漂移误差,并建立了误差参数模型,根据工程优化设计思想建立误差参数的目标优化函数,应用坐标变换法获得最优误差补偿参数。 本文利用最优误差补偿参数修正小波分析处理后的地磁信号,使其标准差从1.2*10-3Gs降低到3.7*10-4 Gs。 本文的研究表明,通过对实际磁测数据进行误差补偿可以有效提高地磁信号的精度和稳定性,修正地磁信号,为地磁导航成功实现打下了基础。


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