无人机航磁测量中载体干扰磁场补偿方法研究

摘要

载体干扰磁场补偿是航磁测量关键技术之一，本文针对无人机航磁测量中面临的磁传感器误差和载体干扰问题，开展了相关理论研究，建立了干扰磁场的综合模型，提出了总量和分量补偿方法，并进行了仿真和实验验证。
　　首先，基于干扰磁场数学模型，建立了干扰磁场的总量线性化补偿模型，通过奇异值分解方法进行参数求解。对影响该方法补偿精度的相关因素进行理论和仿真分析。
　　其次，针对总量补偿方法中分量补偿效果较差的缺点，提出了一种分量补偿方法。通过惯导系统提供的载体姿态信息和当地地理坐标系下的地磁场三分量值，建立三分量补偿的分量约束条件，通过补偿参数与姿态信息的相关关系，采用线性相关对补偿参数进行求解，进行载体干扰分量补偿。并对影响该方法补偿效果的因素进行理论和仿真分析，验证了该方法的可行性。
　　最后，对本文提出的总量和分量补偿方法进行了实验验证。针对某型无人机，对其机电设备工作引起的干扰磁场和机动相关干扰磁场进行测量，并搭载三轴磁传感器，通过地面模拟机动，实现了干扰磁场总量补偿，补偿后，测量误差标准差由1050nT降到0.55nT。通过惯导系统和三轴磁传感器设计了分量补偿实验，实现了干扰磁场分量补偿，补偿后，三分量测量误差的标准差由393.37nT，291.28nT，524.28nT分别降到39.44nT，20.44nT，38.54nT。实验结果进一步验证了本文方法的正确性和实用性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外发展现状与趋势

1.3 论文主要内容与结构

第二章 无人机航磁测量误差分析

2.1 无人机干扰磁场分析与建模

2.2 三轴磁传感器误差分析与建模

2.3 干扰磁场综合分析与建模

2.4 本章小结

第三章 基于总量的无人机干扰磁场补偿方法

3.1 总量补偿原理

3.2 补偿残差影响因素分析

3.3 仿真分析研究

3.4 本章小结

第四章 基于分量的无人机干扰磁场补偿方法

4.1 分量补偿原理

4.2 补偿残差影响因素分析

4.3 仿真分析与研究

4.4 本章小结

第五章干扰磁场补偿实验研究

5.1 无人机干扰磁场测试

5.2 干扰磁场的总量补偿实验

5.3 干扰磁场的分量补偿实验

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果