旋转炮弹地磁传感器标定方法研究(2)
由于地磁场具有很宽的的频谱范围，再加上地磁测量中地磁传感器很容易受到载体自身身和其他电子仪器等产生的地磁干扰。旋转弹丸自身的铁磁材料在地磁场作用会下产生感应磁场，感应磁场作用于地磁场使其畸变，加上工艺制作水平和材料特性的制约使得地磁传感器自身存在各种误差，这一切都会使得地磁传感器的测量值矢量与其真实的理论值矢量不相同，甚至两者之间可能会存在非常大的差异，近而使得测量得到的姿态信息精度低，影响弹道的修正能力[3]。因此需要对地磁传感器进行标定，对各种误差的来源进行分析并寻找补偿方法，以便减少上述误差的影响，使得实际测量矢量值尽可能与真实理论矢量值相接近，这也成为地磁工程应用研究的重点。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 本文研究的主要内容
地磁测量的误差来源于传感器自身材料和工艺水平的限制以及弹体铁磁材料在地磁场下的感应磁场对地磁场的影响。由此可以按干扰因素将误差分为自身误差和环境干扰误差。自身误差主要由磁传感器本身材料和制作工艺水平决定，其相应的误差因子一般都是有磁传感器本身材料的特性决定。而环境误差根据铁磁材料的性质可以分为软磁误差和硬磁误差。软磁误差的来源是软磁材料引起的感应磁场，软磁材料能够用相对低的磁场强度磁化，当外部磁场移走后能够保持相对弱的剩余磁量，硬磁误差的来源是硬磁材料引起的感应磁场，硬磁材料在经受外外磁场的磁化后，移走外部磁场后还能保持大量的剩余磁量的磁性材料，就好像永久磁铁一样。这两种材料被环境磁场磁化后产生的感应磁场将影响其周围磁场，从而引起地磁磁传感器的误差。
本文主要研究地磁传感器的误差来源分析，并分别对自身误差、环境误差，安装误差和随机误差综述误差模型，最后根据上述误差模型，综述综合误差模型，通过磁传感器的理论输出值与综合误差模型按照综合误差模型运算得出地磁传感器的测量值。然后根据地磁传感器误差来源综述误差的校正方法对模型的参数进行拟合，利用拟合得到的参数就可以实现模型地磁传感器中的标定。
2 地磁传感器误差模型分析
地磁传感器误差主要包括自身误差、环境干扰误差、安装误差和随机误差。自身误差是来源于自身材料的特性和生产工艺水平的限制，这些限制是客观存在，且暂时无法完全解决，只能进行校正，传感器因此而无法达到理想状态而引起的误差。自身误差主要包含灵敏度误差、偏置误差以及非正交误差等。环境干扰误差来源于旋转弹丸自身的铁磁材料在地磁场中被磁化产生感应磁场而导致地磁场的畸变[10]。根据铁磁材料的性质和其的感应磁场影响的表现形式的不同可以将环境误差分为硬磁误差和软磁误差。
2.1 自身误差分析
灵敏度误差：灵敏度是指磁传感器的输出量模拟电压变化值与输入量地磁场强度变化值的比值。即传感器的输入输出特性曲线的斜率，一般情况下，单轴磁传感器的输入输出关系是线性的，其输入输出特性曲线比率是一个常量，即灵敏度 是一个常量[11]。对于三轴地磁传感器而言，如果地磁传感器三个灵敏轴之间的灵敏度不同就会导致灵敏度误差。灵敏度误差可用对角矩阵 表示[12]。
。零偏误差：（也叫偏置误差）是由于地磁传感器、模拟电路和ADC（模拟数字转换器）的零点和理想零不重合而引起的误差。零偏误差用矢量形式 表示。