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一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標方法
【專利摘要】本發明公開了一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標方法，具體步驟是：步驟1：確定噪聲上限；步驟2：對噪聲方差進行估計；步驟3：計算對應的最小特征向量，采用奇異值svd分解計算最小特征向量，并代入步驟2中估計噪聲方差；步驟4：利用ALS方法求得橢球參數Ce和d，進而求得C；步驟5：利用公式hE＝C-1hM-d，修正三軸傳感器輸出數據，即成。本發明的方法，使系統既能工作在較強的噪聲干擾條件下又能保證工程可實現性，有效抑制強噪聲信號，明顯改善三軸磁傳感器抗噪性能，提高了磁測系統的測量精度。
【專利說明】一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于弱磁探測【技術領域】，涉及一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標方法。【背景技術】
[0002]高精度三軸傳感器以三軸磁通門傳感器為主，由于在加工過程中，受到加工工藝、安裝工藝和材料特性等因素的限制，三軸磁傳感器本身存在零偏誤差、標度系數誤差、非正交誤差等誤差；同時，在三軸磁傳感器使用過程中存在剩磁、軟鐵誤差、硬鐵誤差和噪聲等干擾因素，極大限制了三軸磁傳感器的測量精度，導致其測量誤差達到幾百甚至上千納特，使得三軸磁傳感器難以滿足高精度磁測的需求。
[0003]目前的國內外主流研究中，誤差模型一般以輸出磁場的橢球假設為基礎，建立以校正參數為變量、傳感器輸出分量和姿態為系數的方程組；實測試驗經常采用旋轉法或翻轉法；基于試驗數據，選取優化算法進行參數估計，從而得到誤差模型中的各類參數。而存在高斯噪聲時，若單純的通過測量數據平均的方法去除噪聲，則根據橢球假設模型求得的誤差參數為真實誤差量的非一致性估計，在環境噪聲較大且數據長度受限的高實時性約束下，上述誤差估計方法就會失效。
[0004]因此，現有的三軸磁傳感器的定標方法通常無法處理大噪聲情況下的參數估計問題，且極少數考慮噪聲影響的定標方法中需要預先得知噪聲的分布特性，這在實際系統中通常難以得到。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標方法，解決了現有技術中在噪聲環境下三軸磁傳感器定標不準確的問題，尤其是噪聲較大且噪聲特性未知情況下的誤差參數估計失效的問題。
[0006]本發明所采用的技術方案是，一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標方法，具體按照以下步驟實施:
[0007]步驟1:確定噪聲上限
[0008]假定σ,丨其中噪聲上限Un>0，引入目標函數式:
[0009]故
【權利要求】
1.一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標方法，其特點在于，具體按照以下步驟實施: 步驟1:確定噪聲上限 假定Wefo,",,2卜其中噪聲上限un>0，引入目標函數式:
2.根據權利要求1所述的帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標方法，其特點在于，所述的步驟4中所述的ALS方法，具體是: 改進最小二乘法(ALS, Adjusted Least Square)得到噪聲抑制下的誤差參數估計方法，其間對噪聲的處理為一致性估計，該改進方法簡述如下:對于測量數據#Jw , I = I, -,m, χ{1)χ[ι)，其中上標表示真實磁場值，“~”表不測量數據中包含的噪聲，則橢球表面表不為:

【文檔編號】G01R35/00GK103954923SQ201410177497
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】宋忠國, 張金生, 朱文奇, 席曉莉 申請人:西安理工大學