捷联式地磁矢量测量系统误差分析及校正补偿技术
发布时间：2023-08-02 19:11
地磁场是矢量场,单纯进行总量测量难以获取全面的磁信息。地磁矢量测量能有效克服总量测量的不足,在地磁导航、磁目标探测、磁异测量、数字化地球建设等方面具有重要的应用价值。论文在提出捷联式地磁矢量测量系统的基础上,重点对捷联式地磁矢量系统误差机理、三轴磁传感器校正、惯导与磁传感器坐标系非对准误差校正、惯导干扰分量补偿、系统测试与应用等问题进行研究。主要研究内容和创新点如下:1.深入分析了影响地磁矢量系统误差要素,揭示了捷联式地磁矢量测量系统的误差机理。构建了捷联式地磁矢量测量系统,分析了磁传感器误差、惯导与磁传感器坐标系非对准、惯导干扰等因素对测量结果的影响,揭示了地磁矢量测量系统误差机理,建立了误差综合传递模型,为捷联式地磁矢量测量系统的优化设计及校正补偿提供了理论指导。2.研究了三轴磁传感器系列校正问题,实现了校正优化设计,提升了校正效果。提出了基于L-M算法的磁传感器校正方法,与传统的UKF、RLS、DE、高斯牛顿法、遗传算法等校正方法比较,该算法在初始参数敏感性、校正效果、鲁棒性、计算时间等方面综合优势明显;提出了对称采样策略,增强了磁传感器校正参数的通用性;提出了磁传感器非线性一体...
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题来源及意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究意义
1.2 地磁矢量测量技术研究现状
1.2.1 航空地磁矢量测量技术研究现状
1.2.2 陆地地磁矢量测量技术研究现状
1.2.3 海洋地磁矢量测量技术研究现状
1.3 矢量测量中的误差校正补偿技术研究现状
1.3.1 三轴磁传感器误差校正技术研究现状
1.3.2 磁干扰补偿技术研究现状
1.3.3 非对准误差校正技术研究现状
1.3.4 温度误差补偿技术研究现状
1.4 论文的研究内容及章节安排
1.5 本章小结
第二章 捷联式地磁矢量测量系统误差机理分析
2.1 系统结构设计
2.1.1 地磁要素及相互关系
2.1.2 系统构成
2.1.3 测量原理
2.2 系统误差机理及数值分析
2.2.1 磁传感器误差影响
2.2.2 惯导误差影响
2.2.3 非对准误差影响
2.2.4 惯导干扰影响
2.2.5 误差影响规律分析
2.3 本章小结
第三章 三轴磁传感器校正方法优化研究
3.1 三轴磁传感器校正算法
3.1.1 传感器误差模型
3.1.2 Levenberg Marquardt校正算法
3.1.3 算法性能比较
3.2 数据采样策略影响
3.2.1 采样策略设计
3.2.2 实验分析
3.3 磁传感器非线性的一体化校正
3.3.1 传统误差模型
3.3.2 非线性一体化校正模型
3.3.3 非线性一体化校正实验分析
3.4 基于最小二乘支持向量机的温度误差补偿
3.4.1 补偿原理
3.4.2 温度误差补偿仿真分析
3.4.3 温度误差补偿实验分析
3.5 本章小结
第四章 惯导与磁传感器坐标系非对准误差校正
4.1 基于磁场/重力在固定坐标系投影不变原理校正法
4.1.1 校正原理
4.1.2 固定坐标系投影不变原理校正法实验分析
4.2 基于磁场/重力在平面垂向投影不变原理校正法
4.2.1 校正原理
4.2.2 平面垂向投影不变原理校正法实验分析
4.3 两种非对准校正法效果对比
4.4 本章小结
第五章 磁干扰分量补偿技术
5.1 总量补偿法失效性分析
5.1.1 理论分析
5.1.2 总量补偿法失效性仿真分析
5.1.3 总量补偿法失效性实验分析
5.2 基于直角台的分量补偿方法
5.2.1 基于直角台的分量补偿原理
5.2.2 基于直角台的分量补偿法仿真分析
5.2.3 基于直角台的分量补偿法实验分析
5.3 基于相对姿态信息的分量补偿方法
5.3.1 相对姿态补偿法原理
5.3.2 基于相对姿态信息的分量补偿法实验分析
5.4 基于基准地磁信息的分量补偿方法
5.4.1 基于地磁信息的干扰模型
5.4.2 补偿原理
5.4.3 基于基准地磁信息的分量补偿法仿真分析
5.4.4 基于基准地磁信息的分量补偿法实验分析
5.5 几种分量补偿方法对比分析
5.6 本章小结
第六章 捷联式地磁矢量测量系统的测试与应用
6.1 捷联式地磁矢量测量系统测试
6.1.1 系统构建
6.1.2 试验设计与测试
6.2 基于地磁矢量系统的区域磁异图绘制
6.2.1 磁异测量仿真
6.2.2 磁异测量实验
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 主要研究成果及结论
7.2 工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
本文编号：3838381
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题来源及意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究意义
1.2 地磁矢量测量技术研究现状
1.2.1 航空地磁矢量测量技术研究现状
1.2.2 陆地地磁矢量测量技术研究现状
1.2.3 海洋地磁矢量测量技术研究现状
1.3 矢量测量中的误差校正补偿技术研究现状
1.3.1 三轴磁传感器误差校正技术研究现状
1.3.2 磁干扰补偿技术研究现状
1.3.3 非对准误差校正技术研究现状
1.3.4 温度误差补偿技术研究现状
1.4 论文的研究内容及章节安排
1.5 本章小结
第二章 捷联式地磁矢量测量系统误差机理分析
2.1 系统结构设计
2.1.1 地磁要素及相互关系
2.1.2 系统构成
2.1.3 测量原理
2.2 系统误差机理及数值分析
2.2.1 磁传感器误差影响
2.2.2 惯导误差影响
2.2.3 非对准误差影响
2.2.4 惯导干扰影响
2.2.5 误差影响规律分析
2.3 本章小结
第三章 三轴磁传感器校正方法优化研究
3.1 三轴磁传感器校正算法
3.1.1 传感器误差模型
3.1.2 Levenberg Marquardt校正算法
3.1.3 算法性能比较
3.2 数据采样策略影响
3.2.1 采样策略设计
3.2.2 实验分析
3.3 磁传感器非线性的一体化校正
3.3.1 传统误差模型
3.3.2 非线性一体化校正模型
3.3.3 非线性一体化校正实验分析
3.4 基于最小二乘支持向量机的温度误差补偿
3.4.1 补偿原理
3.4.2 温度误差补偿仿真分析
3.4.3 温度误差补偿实验分析
3.5 本章小结
第四章 惯导与磁传感器坐标系非对准误差校正
4.1 基于磁场/重力在固定坐标系投影不变原理校正法
4.1.1 校正原理
4.1.2 固定坐标系投影不变原理校正法实验分析
4.2 基于磁场/重力在平面垂向投影不变原理校正法
4.2.1 校正原理
4.2.2 平面垂向投影不变原理校正法实验分析
4.3 两种非对准校正法效果对比
4.4 本章小结
第五章 磁干扰分量补偿技术
5.1 总量补偿法失效性分析
5.1.1 理论分析
5.1.2 总量补偿法失效性仿真分析
5.1.3 总量补偿法失效性实验分析
5.2 基于直角台的分量补偿方法
5.2.1 基于直角台的分量补偿原理
5.2.2 基于直角台的分量补偿法仿真分析
5.2.3 基于直角台的分量补偿法实验分析
5.3 基于相对姿态信息的分量补偿方法
5.3.1 相对姿态补偿法原理
5.3.2 基于相对姿态信息的分量补偿法实验分析
5.4 基于基准地磁信息的分量补偿方法
5.4.1 基于地磁信息的干扰模型
5.4.2 补偿原理
5.4.3 基于基准地磁信息的分量补偿法仿真分析
5.4.4 基于基准地磁信息的分量补偿法实验分析
5.5 几种分量补偿方法对比分析
5.6 本章小结
第六章 捷联式地磁矢量测量系统的测试与应用
6.1 捷联式地磁矢量测量系统测试
6.1.1 系统构建
6.1.2 试验设计与测试
6.2 基于地磁矢量系统的区域磁异图绘制
6.2.1 磁异测量仿真
6.2.2 磁异测量实验
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 主要研究成果及结论
7.2 工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
本文编号：3838381
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3838381.html