IMU之磁力计校准&地磁场&计算磁航向

您所在的位置:网站首页 坐标方位角的八种情况 IMU之磁力计校准&地磁场&计算磁航向

IMU之磁力计校准&地磁场&计算磁航向

2023-07-22 08:02| 来源: 网络整理| 查看: 265

 

背景知识:

导航坐标系:东-北-天

载体坐标系:右-前-上

欧拉角定义:3-1-2旋转,(航向角-俯仰角-滚转角);

航向角北偏西为正,范围【-pi pi】;俯仰角, 运载体抬头时角度定义为正,角度范围-90° ~90° ;横滚角,运载体向右倾斜时角度定义为正,角度范围-180° ~180°

重力矢量和地球自转角速度在地理坐标系下:

一、地磁场 1、地球磁场分布图:

        地球磁场:地球的磁场象一个条形磁体一样由磁南极指向磁北极。在磁极点处磁场和当地的水平面垂直,在赤道磁场和当地的水平面平行,所以在北半球磁场方向倾斜指向地面。用来衡量磁感应强度大小的单位是Tesla或者Gauss(1Tesla=10000Gauss)。随着地理位置的不同,通常地磁场的强度是0.4-0.6Gauss。需要注意的是,磁北极和地理上的北极并不重合,通常他们之间有11.5度左右的夹角。

单位:

1Tesla=10000Gauss

1高斯 =100000 nT

1高斯 =1000 mGauss

1mGauss=100nT

2、 地磁要素图:

设观测点在O处,并以O点为原点建立地理坐标系OXYZ,X轴指向北,Y轴指向东,Z轴垂直指向地。

       地磁场强度T在X轴上的投影Bn称为地磁场的北向分量;T在Y轴上的投影Be称为东向分量;T在Z轴上的投影Bz称为地磁场的垂向分量。T在水平面O-XY的投影Bh称为地磁场的水平分量。地磁水平分量Bh和垂向分量Bz所在平面称为磁子午面,磁子午面和地理子午面O-XZ平面的夹角称为磁偏角,用D表示,并规定其东偏为正,西偏为负。地磁场强度T与水平面O-XY的夹角称为磁倾角,用I表示。上述,T、Bh、Bn、Be、Bz、D、I统称为地磁场七要素,可作为定位定向的参考量。七要素只要知道三个独立的要素,就可以求其余的要素,常用的是磁倾角、磁偏角和水平分量。七要素间有如下关系:

3、中国地磁要素变化:

        中国的地磁要素大致分布情况:国境内地磁强度总量范围0.41~0.60Gauss(1 Gauss = 10^-4T);水平分量Bh由南至北从0.4降至0.21;垂直分量Bz由南至北从-0.1增至0.56;磁倾角I由南至北从-10°增至70°;磁偏角D由东向西从-11°增至5°,零偏线在中国中部偏西处,由北向南经过甘肃的安西以及西藏的得宋。

4、地磁场的一级近似:

对地磁场的一种近似,如下图所示:

不考虑地磁轴与地球自转轴的偏离问题,地磁强度分量可用以下解析式来描述:

其中,东向地磁分量为0;在实际运算中,将磁力计在水平面X、Y轴的测量值,全部投影到北向,并将东向置零。

二、磁力计校准

       根据磁力计轴数的不同,分为不同的校准方法;由于目前市场上主流磁力计均是三轴磁力计,因此



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3