一种带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法
【专利摘要】本发明公开了一种带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法，具体步骤是：步骤1：确定噪声上限；步骤2：对噪声方差进行估计；步骤3：计算对应的最小特征向量，采用奇异值svd分解计算最小特征向量，并代入步骤2中估计噪声方差；步骤4：利用ALS方法求得椭球参数Ce和d，进而求得C；步骤5：利用公式hE＝C-1hM-d，修正三轴传感器输出数据，即成。本发明的方法，使系统既能工作在较强的噪声干扰条件下又能保证工程可实现性，有效抑制强噪声信号，明显改善三轴磁传感器抗噪性能，提高了磁测系统的测量精度。
【专利说明】一种带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法
【技术领域】
[0001]本发明属于弱磁探测【技术领域】，涉及一种带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法。【背景技术】
[0002]高精度三轴传感器以三轴磁通门传感器为主，由于在加工过程中，受到加工工艺、安装工艺和材料特性等因素的限制，三轴磁传感器本身存在零偏误差、标度系数误差、非正交误差等误差；同时，在三轴磁传感器使用过程中存在剩磁、软铁误差、硬铁误差和噪声等干扰因素，极大限制了三轴磁传感器的测量精度，导致其测量误差达到几百甚至上千纳特，使得三轴磁传感器难以满足高精度磁测的需求。
[0003]目前的国内外主流研究中，误差模型一般以输出磁场的椭球假设为基础，建立以校正参数为变量、传感器输出分量和姿态为系数的方程组；实测试验经常采用旋转法或翻转法；基于试验数据，选取优化算法进行参数估计，从而得到误差模型中的各类参数。而存在高斯噪声时，若单纯的通过测量数据平均的方法去除噪声，则根据椭球假设模型求得的误差参数为真实误差量的非一致性估计，在环境噪声较大且数据长度受限的高实时性约束下，上述误差估计方法就会失效。
[0004]因此，现有的三轴磁传感器的定标方法通常无法处理大噪声情况下的参数估计问题，且极少数考虑噪声影响的定标方法中需要预先得知噪声的分布特性，这在实际系统中通常难以得到。

【发明内容】

[0005]本发明的目的是提供一种带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法，解决了现有技术中在噪声环境下三轴磁传感器定标不准确的问题，尤其是噪声较大且噪声特性未知情况下的误差参数估计失效的问题。
[0006]本发明所采用的技术方案是，一种带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法，具体按照以下步骤实施:
[0007]步骤1:确定噪声上限
[0008]假定σ,丨其中噪声上限Un>0，引入目标函数式:
[0009]故
【权利要求】
1.一种带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法，其特点在于，具体按照以下步骤实施: 步骤1:确定噪声上限 假定Wefo,",,2卜其中噪声上限un>0，引入目标函数式:
2.根据权利要求1所述的带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法，其特点在于，所述的步骤4中所述的ALS方法，具体是: 改进最小二乘法(ALS, Adjusted Least Square)得到噪声抑制下的误差参数估计方法，其间对噪声的处理为一致性估计，该改进方法简述如下:对于测量数据#Jw , I = I, -,m, χ{1)χ[ι)，其中上标表示真实磁场值，“~”表不测量数据中包含的噪声，则椭球表面表不为:

【文档编号】G01R35/00GK103954923SQ201410177497
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】宋忠国, 张金生, 朱文奇, 席晓莉 申请人:西安理工大学