磁传感器输出姿态信息修正方法研究

作者：石岗; 李希胜^*; 王哲; 白艳茹; 郑成才

来源：仪器仪表学报, 2019, 40(03): 47-53.

DOI：10.19650/j.cnki.cjsi.J1804466

• 磁传感器
• 加速度计
• 姿态估计
• 卡尔曼滤波器
• 四元数

在基于地磁、角速度及重力加速度(MARG)测量的航姿融合估计应用中,磁干扰会破坏磁传感器输出所含姿态信息,进而降低姿态估计精度。为提高姿态估计的抗磁干扰能力,研究了在静态及小幅加速度运动条件下修正磁传感器输出的方法。该方法利用重力加速度测量值对归一化磁传感器输出向量进行修正,修正依据是地磁向量与重力加速度夹角恒定以及最小化修正角度。分析了航姿融合估计算法模型与磁传感器输出修正原理,给出了修正方程并推导了修正计算式,最后通过静态与动态实验验证了修正效果。实验表明,磁传感器输出修正使俯仰角及横滚角估计均方根误差分别降低2.6°与1.6°。此外,该修正方法还具有不改变融合计算过程,便于与其他改进措施结合使用的特点。

• 单位
  自动化学院; 北京科技大学; 中国石油大学（华东）; 中国石油大学胜利学院