磁強(qiáng)計
- 激光泵浦銫-氦磁強(qiáng)計的噪聲抑制
1 引言銫-氦磁強(qiáng)計是一種被設(shè)計用于高準(zhǔn)確度測量磁場的量子磁強(qiáng)計。在目前的磁強(qiáng)計分類中，質(zhì)子磁強(qiáng)計和光泵原子磁強(qiáng)計以高準(zhǔn)確性著稱，在計量和勘探領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。質(zhì)子磁強(qiáng)計利用質(zhì)子旋磁比物理常數(shù)測量磁場，被稱為“絕對磁強(qiáng)計”。然而在地磁范圍內(nèi)其靈敏度已經(jīng)受限，準(zhǔn)確度難以突破0.1 nT。光泵磁強(qiáng)計在弱磁場中以其超高靈敏度受到學(xué)界廣泛關(guān)注，然而這種磁強(qiáng)計在泵浦光照射時會產(chǎn)生約1 nT 的光致轉(zhuǎn)向誤差，導(dǎo)致其準(zhǔn)確度一直無法超越質(zhì)子磁強(qiáng)計。上世紀(jì)90 年代前蘇聯(lián)科
宇航計測技術(shù) 2023年5期2023-11-21
- 核磁共振陀螺內(nèi)嵌參量調(diào)制磁強(qiáng)計性能分析
通過內(nèi)嵌堿金屬磁強(qiáng)計獲得處于磁共振態(tài)下原子核自旋磁矩信號以實現(xiàn)對載體轉(zhuǎn)動角速度的測量，對原子核磁矩的探測過程直接影響陀螺輸出噪聲、角度隨機(jī)游走等關(guān)鍵性能指標(biāo)，同時也影響原子核自旋系綜的磁共振閉環(huán)穩(wěn)定控制精度。為全面分析核磁共振陀螺中噪聲與測量誤差源，本文開展了核磁共振陀螺內(nèi)嵌參量調(diào)制磁強(qiáng)計特性研究，討論了核自旋磁矩探測噪聲，動態(tài)核自旋磁矩探測相位誤差，建立理論模型并數(shù)值分析了磁矩探測過程中的各類誤差源。1 參量調(diào)制磁強(qiáng)計基本原理核磁共振陀螺儀通過構(gòu)建參量調(diào)
中國慣性技術(shù)學(xué)報 2023年1期2023-02-16
- 地磁測量衛(wèi)星的矢量磁場在軌標(biāo)定算法仿真*
荷主要包括矢量磁強(qiáng)計、標(biāo)量磁強(qiáng)計和星敏感器。其中，矢量磁強(qiáng)計探測三分量矢量磁場，標(biāo)量磁強(qiáng)計探測地磁場強(qiáng)度。通常為了避免衛(wèi)星本體磁場干擾對磁強(qiáng)計測量的影響，將磁強(qiáng)計安裝在星體外伸展桿的光學(xué)平臺上。由于工藝水平的限制，矢量磁強(qiáng)計在實際使用過程中受到三軸非正交角、標(biāo)度因子以及偏差的影響，其測量值不能作為絕對準(zhǔn)確值。在衛(wèi)星發(fā)射前，矢量磁強(qiáng)計會在實驗室進(jìn)行校正和對準(zhǔn)（飛行前校正）[4]。由于衛(wèi)星在軌運(yùn)行的環(huán)境條件實驗室無法真實模擬，同時矢量磁強(qiáng)計的偏差和標(biāo)度因子受時
空間科學(xué)學(xué)報 2022年6期2023-01-14
- 寬頻響低噪聲磁通門磁強(qiáng)計設(shè)計研究*
1 引言磁通門磁強(qiáng)計是利用軟磁材料磁化飽和時的非線性特性工作的一種弱磁場測量傳感器，具有測量范圍寬、分辨率高、結(jié)構(gòu)簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)、能夠直接測量磁場的分量和適于在速運(yùn)動系統(tǒng)中使用等特點，可廣泛應(yīng)用于地磁探測、地磁導(dǎo)航、地質(zhì)探礦、無損探傷以及空間環(huán)境探測等領(lǐng)域［1～2］。本文設(shè)計了一種寬頻響低噪聲磁通門磁強(qiáng)計，首先對磁探頭的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行研究，通過Maxwell與Simplorer的電磁聯(lián)合仿真功能對磁探頭進(jìn)行了優(yōu)化，確定了磁探頭的參數(shù)；然后對磁強(qiáng)計的磁通門
艦船電子工程 2022年10期2023-01-08
- 用于銫光泵磁強(qiáng)計的無磁恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計
1 引 言光泵磁強(qiáng)計是一種基于光磁雙共振效應(yīng)的磁場強(qiáng)度測量設(shè)備，光泵磁強(qiáng)計最主要的優(yōu)點是具有較高的靈敏度，被廣泛應(yīng)用于地球磁場模量和模量梯度的測量［1］。 根據(jù)工作物質(zhì)的不同，光泵磁強(qiáng)計可被分為氦光泵磁強(qiáng)計與堿金屬元素光泵磁強(qiáng)計［2］。 堿金屬元素光泵可以用鉀、銣、銫作為工作物質(zhì)，這些物質(zhì)需要加熱至一定溫度，形成飽和堿金屬蒸汽才能使磁強(qiáng)計進(jìn)入工作狀態(tài)，而溫度影響堿金屬元素蒸汽濃度，進(jìn)一步影響光泵磁強(qiáng)計的靈敏度［3］。此外，光泵磁強(qiáng)計是一種磁探測設(shè)備，因此要
宇航計測技術(shù) 2022年5期2023-01-04
- 基于標(biāo)準(zhǔn)磁塊模型的赤道作圖法誤差分析
算原理2.1 磁強(qiáng)計布局及測量方式目前，地面實驗室[7]利用赤道作圖法測量衛(wèi)星及其部件磁矩的傳感器布局方式如圖2 所示，將試件放置于轉(zhuǎn)臺上，在與試件幾何中心不同距離處布置3 個三分量磁通門磁強(qiáng)計（r1、r2、r3分別為1～3 號磁強(qiáng)計探頭中心到試件幾何中心的距離），每旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺10°（或20°）采集1 組磁場數(shù)據(jù)，直到旋轉(zhuǎn)360°獲取試件赤道面1 周的全部磁場數(shù)據(jù)，以供后續(xù)進(jìn)行磁矩計算。圖2 磁測試布局示意Fig. 2 Schematic of the ma
航天器環(huán)境工程 2022年6期2023-01-03
- 艦艇消磁系統(tǒng)磁通門磁強(qiáng)計噪聲指標(biāo)測試淺析
消磁系統(tǒng)磁通門磁強(qiáng)計噪聲指標(biāo)測試淺析張 迪1，韓 松2，閻齊方3（91315部隊，遼寧大連 116041）噪聲水平在一定程度上決定了磁強(qiáng)計對磁場信號的檢測和識別能力。本文對艦艇消磁系統(tǒng)所采用的磁通門磁強(qiáng)計噪聲的形成機(jī)理、測試系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)行了研究分析，并介紹說明了工程上常用的評價標(biāo)準(zhǔn)及測試數(shù)據(jù)處理方法。消磁系統(tǒng) 磁通門 磁強(qiáng)計 噪聲 測試0 引言磁通門磁強(qiáng)計又稱磁飽和磁強(qiáng)計，是利用高磁導(dǎo)率磁性材料的磁芯在交變激勵作用下產(chǎn)生周期性飽和與非飽和磁化效應(yīng)，通過檢測磁
船電技術(shù) 2022年6期2022-07-04
- 磁強(qiáng)計陣列測量一致性校正
310012)磁強(qiáng)計自身具有一定的物理局限性，在許多較大的工程應(yīng)用場景中單個磁強(qiáng)計并不能滿足測量要求[1]，尤其在需要大平面陣列進(jìn)行測量的情況中，單個磁強(qiáng)計受到技術(shù)原理以及加工工藝水平限制，短期內(nèi)并不能依托于提高性能實現(xiàn)工程要求[2-5]，因此對磁強(qiáng)計陣列技術(shù)的準(zhǔn)確性研究尤為重要。磁強(qiáng)計陣列技術(shù)指的是在待測磁場空間或者待測磁源周圍布放多個磁強(qiáng)計，同時進(jìn)行磁場測量[6]。影響陣列系統(tǒng)測量準(zhǔn)確性的主要原因有磁強(qiáng)計自身的非正交、刻度因子、零偏等系統(tǒng)誤差因素[7-
西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報 2022年2期2022-05-11
- 基于Sigma-Delta 調(diào)制技術(shù)的高精度數(shù)字磁通門磁強(qiáng)計仿真*
0 引言磁通門磁強(qiáng)計是一種基于軟磁材料非線性工作的矢量磁場測量裝置，其測量的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，常用于測量恒定磁場和低頻磁場。由于磁通門測量在測量精度、靈敏度、線性度、穩(wěn)定性和功耗等方面具有獨特優(yōu)勢，目前已經(jīng)成為空間磁測量領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛和性能最可靠的載荷之一[1]。磁通門磁強(qiáng)計分為模擬和數(shù)字兩大類別，模擬磁通門磁強(qiáng)計需要高精度的模擬元器件實現(xiàn)信號解調(diào)與處理，系統(tǒng)性能受電路元器件影響較大。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的進(jìn)步，小型化、低功耗的數(shù)字磁通門磁強(qiáng)
空間科學(xué)學(xué)報 2022年2期2022-04-13
- 中歐合作“微笑計劃”衛(wèi)星磁強(qiáng)計伸桿展開試驗圓滿成功
利實施有效載荷磁強(qiáng)計伸桿展開試驗，試驗取得圓滿成功。中科院國家空間科學(xué)中心介紹說，“微笑計劃”任務(wù)的衛(wèi)星有效載荷磁強(qiáng)計，由該中心空間天氣學(xué)國家重點實驗室負(fù)責(zé)研制，按照歐洲空間局（歐空局，ESA）標(biāo)準(zhǔn)通過驗收交付后，集成至歐方負(fù)責(zé)研制的載荷艙中。磁強(qiáng)計伸桿作為“微笑計劃”衛(wèi)星的重要活動部件，能否順利在軌展開將直接影響到“微笑計劃”任務(wù)科學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。磁強(qiáng)計（包含伸桿）于2022年1月運(yùn)抵歐空局歐洲航天研究與技術(shù)中心（ESTEC）進(jìn)行熱真空試驗。本次展開試驗安
河南科技 2022年4期2022-03-29
- 基于光纖耦合金剛石NV 色心系綜磁強(qiáng)計的電路診斷方法
NV 色心系綜磁強(qiáng)計是一種基于量子技術(shù)的新型磁場測量裝置，相比于需要液氦制冷的超導(dǎo)量子干涉儀具有室溫磁測的優(yōu)勢，相比于光泵磁強(qiáng)計具地磁場環(huán)境下的磁測能力和極高的空間分辨率，相比于磁通門磁強(qiáng)計具有非常高的磁場靈敏度，同時還具有低溫下靈敏度高、可進(jìn)行溫度測量、可用于活體測磁等諸多優(yōu)點。這使得金剛石NV 色心系綜磁強(qiáng)計成為熱門磁測設(shè)備，在物理學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。磁科學(xué)在航空航天領(lǐng)域有諸多應(yīng)用，如航天器姿態(tài)調(diào)整、飛行器磁矩設(shè)計、
航天器環(huán)境工程 2022年1期2022-03-11
- 一種矢量梯度磁強(qiáng)計標(biāo)準(zhǔn)裝置設(shè)計
此如何保證梯度磁強(qiáng)計測量數(shù)值的準(zhǔn)確性、可靠性是提高磁探測水平非常必要的手段。矢量梯度磁強(qiáng)計標(biāo)準(zhǔn)裝置可復(fù)現(xiàn)準(zhǔn)確、線性的標(biāo)準(zhǔn)梯度磁場，為矢量梯度磁強(qiáng)計的量值傳遞提供標(biāo)準(zhǔn)磁場源，可模擬矢量梯度磁強(qiáng)計的工作環(huán)境，對矢量梯度磁強(qiáng)計的示值誤差進(jìn)行校準(zhǔn)。常用的矢量梯度磁強(qiáng)計的基本原理有磁通門式、磁阻式等，可用于磁場環(huán)境梯度測量、磁異常探測等[3]。2 系統(tǒng)組成2.1 總體設(shè)計思路矢量梯度磁強(qiáng)計標(biāo)準(zhǔn)裝置主要由均勻磁場復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)和二維梯度磁場復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)組成，均勻磁場復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)用于
宇航計測技術(shù) 2021年5期2022-01-18
- 基于能量評估的彈載磁強(qiáng)計校準(zhǔn)方法
圍滾轉(zhuǎn)等特性。磁強(qiáng)計以抗過載能力強(qiáng)、無初始對需求、無累計誤差、體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點成為制導(dǎo)彈箭姿態(tài)測量的最佳選擇方案[1-5]。磁強(qiáng)計通常捷聯(lián)于彈體，依據(jù)完善的當(dāng)?shù)氐卮艌鲂畔⒌贸?span id="syggg00" class="hl">磁強(qiáng)計各敏感軸的分量，從而獲取彈體姿態(tài)[6]。但是，由于磁強(qiáng)計制造工藝、電路貼裝工藝、獲取信號的調(diào)理電路等問題，磁強(qiáng)計的測量輸出值會受到不同因素的影響，比如磁強(qiáng)計敏感軸的非正交誤差、比例因子誤差、基線偏置誤差等，這些誤差都會對彈體的測量帶來不同程度的偏差[7-9]。因此，在
兵器裝備工程學(xué)報 2021年12期2022-01-10
- SERF原子磁強(qiáng)計最新進(jìn)展及應(yīng)用綜述
方向。弱磁檢測磁強(qiáng)計主要包括磁通門磁強(qiáng)計、超導(dǎo)量子干涉儀（superconducting quantum interference device，SQUID）和原子磁強(qiáng)計等。磁通門磁強(qiáng)計受限于線圈的幾何結(jié)構(gòu)，極限分辨率一般只能達(dá)到納特斯拉量級；SQUID因其高靈敏度廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，但由于其需要液氮杜瓦瓶來保持低溫，導(dǎo)致磁強(qiáng)計體積增大、不易于小型化且成本昂貴；原子磁強(qiáng)計是一種用于探測外磁場作用下堿金屬蒸氣極化變化的光學(xué)儀器，可在較小的磁屏蔽室下工作，且能夠
光學(xué)儀器 2021年6期2021-12-31
- 基于SERF原子磁強(qiáng)計的三軸磁場順序補(bǔ)償方法研究
SERF）原子磁強(qiáng)計已被證明是世界上靈敏度最高的磁強(qiáng)計之一[1-2]，與超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）相比，SERF原子磁強(qiáng)計具有超高靈敏度、體積小、非致冷等特點[3]。由于SERF原子磁強(qiáng)計有極高的靈敏度，因此在空間探測[4]、基礎(chǔ)物理研究[5-6]、磁性能檢測[7-8]、生物磁學(xué)[9-10]等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。SERF原子磁強(qiáng)計必須在原子密度高、磁場強(qiáng)度低的SERF區(qū)工作。磁場越低，磁強(qiáng)計的靈敏度就越高。在磁場測量時，為了使SERF原子磁強(qiáng)計獲得極高
光學(xué)儀器 2021年4期2021-10-30
- 原子磁強(qiáng)計中堿金屬原子氣室無磁電加熱系統(tǒng)設(shè)計
0 引 言原子磁強(qiáng)計是在待測磁場中通過堿金屬原子與光的相互作用來檢測磁場的一種裝置，隨著關(guān)注度的提高，磁強(qiáng)計正在快速發(fā)展，靈敏度已經(jīng)能達(dá)到fT級別［1］。超高靈敏度的磁場檢測儀器在軍事國防、生物醫(yī)療和地球勘探等領(lǐng)域都有著良好的應(yīng)用前景。原子氣室是原子磁強(qiáng)計的敏感單元，在待測磁場中，堿金屬原子在泵浦光的作用下通過檢測原子的拉莫爾進(jìn)動頻率來計算待測磁場大?。?］。檢測靈敏度與氣室內(nèi)原子數(shù)密度關(guān)系密切，而原子數(shù)密度與氣室溫度呈正相關(guān)［3］。因此可以通過控制氣室的
智能計算機(jī)與應(yīng)用 2021年5期2021-10-05
- 融合轉(zhuǎn)向差校正的磁強(qiáng)計地磁補(bǔ)償硬件實現(xiàn)研究
量領(lǐng)域，磁通門磁強(qiáng)計憑借其較高的靈敏度、精度和低成本、安全可靠等特點被廣泛應(yīng)用。三軸磁通門磁強(qiáng)計更是可以直接測得空間任意點的3個正交磁場分量，以獲得磁場的完整信息[1]。在使用磁強(qiáng)計對空間中的磁異常目標(biāo)進(jìn)行探測時，測得的磁場信號通常為地磁場信號與磁異常信號的疊加。一般地磁場大小范圍在40～60 μT，而磁異常信號大小根據(jù)磁強(qiáng)計與目標(biāo)之間距離的不同常小于1 μT，地磁場信號遠(yuǎn)大于磁異常信號[2]。此外，受制造工藝等因素影響，三軸磁強(qiáng)計還存在三軸非正交、靈敏度
儀表技術(shù)與傳感器 2021年9期2021-09-27
- 一種不借助零磁線圈的星載磁強(qiáng)計校準(zhǔn)方法
）0 引言星載磁強(qiáng)計是裝載在衛(wèi)星上的向量型磁敏感器，其沒有活動部件，不受視場范圍限制，具有質(zhì)量小、功耗低、使用壽命長的特點，既可作為有效載荷類儀器用于空間磁場探測（本文不涉及該類儀器討論），又可作為低地球軌道衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的重要測量部件，用來測定衛(wèi)星所處位置地磁場的大小和方向，以測得的數(shù)據(jù)信號與地磁場模型比對即可推算出衛(wèi)星姿態(tài)信息。星載磁強(qiáng)計測量數(shù)據(jù)的正確與否是影響衛(wèi)星在軌姿態(tài)運(yùn)行控制的重要因素之一，直接影響衛(wèi)星運(yùn)行的可靠性。星載磁強(qiáng)計的輸出包含3 個部
航天器環(huán)境工程 2021年2期2021-05-12
- 三軸磁強(qiáng)計及梯度計校準(zhǔn)的綜合系數(shù)法
）0 引言三軸磁強(qiáng)計是一種測量磁場大小與方向的儀器，常被用于磁性研究；由于其體積、質(zhì)量和功耗都比較小，有時也被用于微小衛(wèi)星的姿態(tài)控制[1-2]。磁場梯度計是由2個理論性能一致的磁強(qiáng)計構(gòu)成，它的測量結(jié)果為2個磁強(qiáng)計的差分值，其特點在于測量結(jié)果更能反映被測物的磁性特征，并且在一定程度上自動過濾背景磁場的干擾[3-4]，因此在國防軍工、科研生產(chǎn)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。一般情況下，磁強(qiáng)計在加工生產(chǎn)過程中，會出現(xiàn)三軸不正交、零位不一致、三方向靈敏度不相同等問題；梯度計也
航天器環(huán)境工程 2020年6期2020-12-29
- 陀螺與磁強(qiáng)計組合定姿及漂移估計算法優(yōu)化
行期間通過三軸磁強(qiáng)計測得的地磁場矢量與應(yīng)用國際地磁場模型(IGRF)計算得到的地磁場矢量比較估計衛(wèi)星姿態(tài)，在某一時刻單獨利用磁強(qiáng)計只能確定二軸姿態(tài)，要確定三軸姿態(tài)至少需要具有一定夾角的雙矢量觀測，如與太陽敏感器測得的太陽矢量、地平儀測得的地心矢量等組合定姿。單獨利用磁強(qiáng)計不能連續(xù)確定三軸姿態(tài)，但可以基于軌道運(yùn)動斷續(xù)獲取三軸姿態(tài)，單獨利用磁強(qiáng)計定姿在應(yīng)用上有一定的局限性，通常將磁強(qiáng)計與陀螺組合進(jìn)行定姿。隨著微電子、微機(jī)械等新技術(shù)的發(fā)展，航天產(chǎn)品越來越小型化，
航天控制 2020年4期2020-09-03
- 組合導(dǎo)航中磁強(qiáng)計干擾估計與補(bǔ)償方法
)0 引言三軸磁強(qiáng)計具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低的優(yōu)點，被廣泛用于導(dǎo)航、航空磁測、衛(wèi)星定姿等領(lǐng)域[1]。在組合導(dǎo)航定位中，三軸磁強(qiáng)計作為敏感器件用來測量磁場的大小和方向，常與陀螺儀結(jié)合使用約束航向角誤差。但因其器件特性，受自身誤差和外界干擾的影響較大，導(dǎo)致航向角偏差較大[2]。航向角偏差嚴(yán)重時會導(dǎo)致重大事故發(fā)生，造成不可預(yù)計的后果。因此在設(shè)備使用過程中需要對三軸磁強(qiáng)計進(jìn)行誤差與干擾的估計，并對其進(jìn)行補(bǔ)償，從而使航向角更加精準(zhǔn)[3-4]。目前，三軸磁強(qiáng)計誤差補(bǔ)
燕山大學(xué)學(xué)報 2020年1期2020-03-12
- 武漢物數(shù)所芯片原子磁強(qiáng)計研究取得進(jìn)展
芯片化是原子磁強(qiáng)計設(shè)計的未來發(fā)展方向。近期，中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所CPT頻標(biāo)組科研人員提出一種基于單束多色多偏振光與原子作用的磁強(qiáng)計探頭設(shè)計方案，可利用芯片尺寸的微型化原子氣室獲取高靈敏度磁敏信號，為芯片級高精度原子磁強(qiáng)計設(shè)計提供了一種可行的方案。武漢物數(shù)所研究人員采用單束多色多偏振光與原子作用，實現(xiàn)了與傳統(tǒng)法拉第旋光效應(yīng)原子磁強(qiáng)計方案相同的作用效果，實測得到的磁場靈敏度為20fT/Hz1/2。由于該方案采用單束光替代雙束光與原子作用，故可大大減小
軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品 2019年9期2019-10-08
- 加速度計/磁強(qiáng)計組合彈道測量方法
替代目前衛(wèi)星和磁強(qiáng)計組合的測量方式。現(xiàn)針對高旋彈二維彈道修正組件提出了利用多加速度計/磁強(qiáng)計組合的全自主測量方法。1 加速度計空間配置方案由于要應(yīng)用于高旋榴彈二維彈道修正組件平臺,組件內(nèi)部空間有限,尤其是軸向空間受限,因此采用扁平狀的結(jié)構(gòu)能節(jié)省軸向空間。選取常見的十二加速度計構(gòu)型方案如圖1所示。圖中坐標(biāo)系Oxyz是彈體坐標(biāo)系,原點位于彈體質(zhì)心,x軸為彈軸方向,y軸垂直彈軸向上,z軸根據(jù)右手定則確定,加速度計敏感方向如圖1所示。圖1 加速度計空間配置圖Fig
探測與控制學(xué)報 2019年3期2019-08-28
- 低噪聲超導(dǎo)量子干涉器件磁強(qiáng)計設(shè)計與制備
變壓器共同組成磁強(qiáng)計,如圖1所示.磁通變壓器是一組由輸入線圈Lin和探測線圈Lp組成的超導(dǎo)環(huán)路,輸入線圈與SQUID之間通過互感Min進(jìn)行磁通耦合.探測線圈的有效面積Aeff與SQUID磁通噪聲共同決定了SQUID磁場噪聲,即：√SB=√SF/Aeff.圖1 SQUID磁強(qiáng)計示意圖Fig.1.Schematic diagram of SQUID magnetometer.SQUID由于具有阻抗小、噪聲低的特點,當(dāng)與室溫放大電路連接時會造成失配.Drung等
物理學(xué)報 2019年13期2019-08-27
- 一種基于兩級EKF的9-D MIMU/GPS微型無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的魯棒性設(shè)計*
的應(yīng)用需求，而磁強(qiáng)計的測量過程容易受到自身制造誤差及不確定的外界擾動的影響，給組合導(dǎo)航算法的穩(wěn)定性與可靠性帶來了一定的壓力。如何設(shè)計魯棒性算法、有效地降低磁強(qiáng)計的傳感器的測量誤差對導(dǎo)航狀態(tài)估計的影響，便成為了研究人員關(guān)注的重點。文獻(xiàn)[3]提出了使用橢球模型來對磁強(qiáng)計的測量噪聲進(jìn)行建模，取得了良好的磁強(qiáng)計誤差修正效果；文獻(xiàn)[4]利用陀螺儀的測量值進(jìn)行了輔助，實時修正了磁強(qiáng)計的誤差參數(shù)；文獻(xiàn)[5]使用兩個磁強(qiáng)計互補(bǔ)的原理消除了磁強(qiáng)計不規(guī)律和長期的誤差干擾；文獻(xiàn)
飛控與探測 2019年2期2019-05-22
- 航姿系統(tǒng)矢量場傳感器的完全校正
)0 引言三軸磁強(qiáng)計與三軸加速度計廣泛應(yīng)用于航姿系統(tǒng)(AHRS)以及電子羅盤中，通過測量地磁矢量和重力矢量可實現(xiàn)姿態(tài)與方位(航向)的解算。然而由于制造工藝,安裝誤差及環(huán)境因素等影響，三軸磁強(qiáng)計與加速度計在使用中必須進(jìn)行誤差校正與補(bǔ)償，以保證航姿系統(tǒng)的精度[1]。目前，航姿系統(tǒng)中的磁強(qiáng)計和加速度計校正普遍采用基于橢球擬合的校正方法[2-6]，該方法只利用磁強(qiáng)計和加速度計的原始測量數(shù)據(jù)即可實現(xiàn)校正，便于使用者在各種應(yīng)用場合進(jìn)行快速、便捷的現(xiàn)場校正[7-10]。
壓電與聲光 2019年1期2019-02-22
- 航姿參考系統(tǒng)三軸磁強(qiáng)計的兩步校正算法*
00）0 引言磁強(qiáng)計在航向檢測中無誤差累積效應(yīng)，隨著微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的發(fā)展，越來越多的低成本、高可靠性MEMS磁強(qiáng)計被用于航姿參考系統(tǒng)（Attit ude and Heading Reference System，AHRS）中。但受當(dāng)前的生產(chǎn)工藝水平限制，MEMS磁強(qiáng)計存在比較大的零偏等誤差，而且在實際應(yīng)用中，這些誤差還會受到各種環(huán)境因素的影響，具有很大的隨機(jī)性[1]。為了保證磁強(qiáng)計檢測航向角的準(zhǔn)確性，除了使用之前的誤差預(yù)校準(zhǔn)之外，還必須在使用過
火力與指揮控制 2018年9期2018-10-16
- 磁通門傳感器專利技術(shù)分析
感器；弱磁場；磁強(qiáng)計；專利中圖分類號：TP212.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）12-0054-03Patent Analysis of Fluxgate SensorLIU Yuwei1 DAI Wenyun1（Patent Examination Cooperation Sichuan Center，State Intellectual Property Office， Chengdu Sichuan 610213）Abs
河南科技 2018年12期2018-09-10
- 兩步自適應(yīng)快速濾波算法測量火箭彈滾轉(zhuǎn)角*
器、GPS以及磁強(qiáng)計來測量滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角[1]。磁強(qiáng)計以成本低，受外界干擾小而被廣泛應(yīng)用。然而，這種傳感器測姿時存在較多的誤差因素，限制了滾轉(zhuǎn)角測量的精度。因此，在正確測量火箭彈滾轉(zhuǎn)角前，必須對磁強(qiáng)計及測量電路進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償。目前，研究人員已經(jīng)提出了很多的解決方案。黃琳等人使用UKF濾波方法離線校準(zhǔn)磁傳感器的靈敏度偏差，從而給出每個磁傳感器對應(yīng)的補(bǔ)償值[2]。Da Forno等人分別使用UKF與EKF對磁強(qiáng)計的靈敏度和基線偏移進(jìn)行在線校準(zhǔn)[3]。盧兆興等人提出使
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報 2018年6期2018-06-05
- 霍爾磁強(qiáng)計溫度特性校準(zhǔn)裝置的研究
1 引 言霍爾磁強(qiáng)計、高斯計、特斯拉計等測量中強(qiáng)磁場的儀器，是目前市場上應(yīng)用最廣泛的磁性測量儀器，主要用于環(huán)境磁場測量與監(jiān)控、物體和材料殘余磁場測量、磁屏蔽效能檢測、永磁體磁極分布測量、電磁場漏磁檢測等，在國防軍工、民用生產(chǎn)、軌道交通、食品安全檢測等各個領(lǐng)域都被廣泛使用，其測量磁場范圍為0．1mT～3．0T，可工作的溫度范圍為0℃～75℃之間。由于制造霍爾磁強(qiáng)計的敏感器件是霍爾元件，與霍爾元件物理性能相關(guān)的載流子濃度、遷移率、材料的電阻率都是溫度系數(shù)的函數(shù)
宇航計測技術(shù) 2018年1期2018-05-10
- 火星車磁通門磁強(qiáng)計技術(shù)
1所示。磁通門磁強(qiáng)計具有小體積、低功耗、低噪聲、高分辨率、高可靠性等優(yōu)勢，是星載磁測載荷的首選，基于矢量補(bǔ)償環(huán)型磁芯傳感器技術(shù)和數(shù)字處理電子學(xué)技術(shù)的磁通門磁強(qiáng)計在深空探測任務(wù)中得到了廣泛的運(yùn)用。國際上，Venus Express磁強(qiáng)計[2]、Rosetta磁強(qiáng)計[3]、THEMIS磁強(qiáng)計[4]、Mascot磁強(qiáng)計[5]的探頭都采用矢量補(bǔ)償環(huán)型磁芯傳感器結(jié)構(gòu)，這種探頭主要由德國布倫瑞克工業(yè)大學(xué)的地球物理與地外物理研究所 (The Institute for
深空探測學(xué)報 2018年5期2018-04-11
- 微小衛(wèi)星三軸磁強(qiáng)計測量誤差校正方法
0001)三軸磁強(qiáng)計能用來測量載體所處周邊環(huán)境的磁場強(qiáng)度大小和方向。在傳統(tǒng)航天器中，采用宇航級的三軸磁強(qiáng)計，其測量精度較高，穩(wěn)定性較好，在各種惡劣環(huán)境和復(fù)雜條件下具有良好的適應(yīng)性，能夠滿足中低軌道航天器基本任務(wù)需求，目前已廣泛應(yīng)用于航天器姿態(tài)確定與控制。近年來，隨著微小衛(wèi)星的發(fā)展，傳統(tǒng)的宇航級三軸磁強(qiáng)計已不能滿足微小衛(wèi)星成本低、質(zhì)量小等要求，越來越多的低成本(商用/工業(yè)級)三軸磁強(qiáng)計逐步應(yīng)用到微小衛(wèi)星的姿態(tài)確定與控制系統(tǒng)中[1]。低成本三軸磁強(qiáng)計能夠滿足一
航天器工程 2018年1期2018-02-28
- 基于粒子群優(yōu)化的三軸磁強(qiáng)計非線性誤差校正*
子群優(yōu)化的三軸磁強(qiáng)計非線性誤差校正*宋忠國1， 鄭家歡2， 張金生1， 席曉莉1(1.西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院，陜西西安710048；2.西安工業(yè)大學(xué)光電工程學(xué)院，陜西西安710048)三軸磁強(qiáng)計的非線性誤差是影響其測量精度的重要因素，而傳統(tǒng)三軸磁強(qiáng)計誤差模型僅考慮零偏、磁軸非正交和靈敏度誤差，無法實現(xiàn)對磁測誤差有效剝離和校正。通過對傳統(tǒng)誤差模型進(jìn)行擴(kuò)展，提出了三軸磁強(qiáng)計的非線性誤差模型，并利用自適應(yīng)粒子群優(yōu)化(APSO)算法對非線性誤差模型參數(shù)進(jìn)
傳感器與微系統(tǒng) 2017年12期2017-12-08
- 陀螺與磁強(qiáng)計組合定姿及陀螺漂移估計
1109陀螺與磁強(qiáng)計組合定姿及陀螺漂移估計王獻(xiàn)忠1,2張 肖1,2劉 艷31. 上海市空間智能控制技術(shù)重點實驗室，上海201109 2. 上海航天控制技術(shù)研究所，上海201109 3. 上海航天技術(shù)研究院, 上海 201109隨著微陀螺和微磁強(qiáng)計在小衛(wèi)星上得到廣泛應(yīng)用，陀螺和磁強(qiáng)計組合定姿研究越來越受到重視。首先利用磁強(qiáng)計測得的前后時刻磁場強(qiáng)度，基于雙矢量定姿確定本體相對慣性系姿態(tài)，并與陀螺積分姿態(tài)比較得到姿態(tài)誤差；其次基于地磁場矢量修正后的姿態(tài)誤差校正陀
航天控制 2017年4期2017-11-25
- 銫光泵原子磁強(qiáng)計研制進(jìn)展
1)銫光泵原子磁強(qiáng)計研制進(jìn)展孫兵鋒，安芳芳，王植彬，杜倫宇，曹遠(yuǎn)洪，楊林(成都天奧電子股份有限公司，成都611731)銫光泵原子磁強(qiáng)計利用極化銫原子自旋拉莫爾相干進(jìn)動探測和測量磁場，具有精度高、響應(yīng)快等特點。圍繞銫光泵原子磁強(qiáng)計的技術(shù)特點，重點介紹了其工作原理及研制工作，實現(xiàn)了一款銫光泵原子磁強(qiáng)計整機(jī)。測試結(jié)果表明，該款磁強(qiáng)計磁場測量范圍為20000～100000nT，峰-峰噪聲值為0.0017nT，能滿足磁異常探測對高精度磁強(qiáng)計的需求。銫光泵原子磁強(qiáng)計；
導(dǎo)航定位與授時 2017年5期2017-09-20
- Calibration of three-axis magnetometer based on adaptive genetic algorithm
遺傳算法的三軸磁強(qiáng)計校準(zhǔn)袁廣民1，苑偉政1，羅丹瑤1，趙 婧1，薛 亮2，李曉瑩1 （1. 西北工業(yè)大學(xué) 空天微納系統(tǒng)教育部重點實驗室，西安 710072；2. 火箭軍工程大學(xué)，西安 710025）針對MEMS磁強(qiáng)計的精度無法滿足姿態(tài)測量系統(tǒng)的航向角測量要求，對磁強(qiáng)計的誤差來源進(jìn)行了模型化分析，設(shè)計了一種基于自適應(yīng)遺傳算法的空間橢球磁強(qiáng)計校準(zhǔn)方法。首先，采取自適應(yīng)遺傳算法，對磁強(qiáng)計測量的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行空間橢球的擬合，用估計的參數(shù)進(jìn)行刻度系數(shù)、軟磁干擾、硬磁干
中國慣性技術(shù)學(xué)報 2017年3期2017-09-12
- 磁強(qiáng)計測高自旋彈丸轉(zhuǎn)速的方法及應(yīng)用
030051)磁強(qiáng)計測高自旋彈丸轉(zhuǎn)速的方法及應(yīng)用曹詠弘， 薛凱允， 景永強(qiáng)(中北大學(xué) 理學(xué)院， 山西 太原 030051)基于力學(xué)原理研究了磁強(qiáng)計在高自旋彈丸一般運(yùn)動時的輸出公式. 在高自旋的特定環(huán)境下， 基于合理的假定， 化簡了磁強(qiáng)計的輸出信號， 研究了基于此信號的半周期確定方法及彈丸轉(zhuǎn)速測試方法， 并進(jìn)行了實彈測試， 利用小波分析方法處理了測試數(shù)據(jù). 依據(jù)上述轉(zhuǎn)速測試方法得到的轉(zhuǎn)速曲線和利用陀螺得到的轉(zhuǎn)速曲線是一致的， 說明了本文方法的有效性.磁強(qiáng)計；
中北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) 2017年2期2017-07-31
- 運(yùn)用iPhone手機(jī)磁強(qiáng)計測量連接體加速度的實驗研究
Phone手機(jī)磁強(qiáng)計測量連接體加速度的方法，并用該方法進(jìn)行了實驗研究。其測量結(jié)果與理論值的相對誤差為0.19 %，說明該實驗方法確實可行，具有一定的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：連接體；加速度；智能手機(jī)；磁強(qiáng)計中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）5-0048-31 引 言隨著科技的發(fā)展，智能手機(jī)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，將智能手機(jī)巧妙運(yùn)用于物理教學(xué)就是其中的應(yīng)用之一。比如，在教學(xué)中把智能手機(jī)作為信號發(fā)生器和接收器來測量聲速[
物理教學(xué)探討 2017年5期2017-06-10
- 面向空間應(yīng)用的高精度磁阻磁強(qiáng)計設(shè)計及性能測試
用的高精度磁阻磁強(qiáng)計設(shè)計及性能測試葛麗麗1，任瓊英1，趙華1,2（1. 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所，北京 100094；2. 三峽大學(xué)理學(xué)院，宜昌 443002）文章基于磁阻磁強(qiáng)計的工作原理，提出了高精度磁阻磁強(qiáng)計三分量探頭和電子電路設(shè)計方案：改進(jìn)磁強(qiáng)計三分量探頭結(jié)構(gòu)，以消除三分量磁疇間的相互干擾所引起的測量誤差；采用交流耦合和閉環(huán)控制工作模式，以消除磁疇排列紊亂帶來的影響，穩(wěn)定磁強(qiáng)計的工作狀態(tài)。關(guān)鍵性能指標(biāo)的測試結(jié)果表明，磁阻磁強(qiáng)計在1Hz點處的頻譜噪聲達(dá)到
航天器環(huán)境工程 2017年2期2017-06-05
- 磁通門磁強(qiáng)計在深空探測中的應(yīng)用
標(biāo)測量的需求,磁強(qiáng)計必須具備大的動態(tài)范圍。如美國木星探測器Juno上的磁強(qiáng)計,量程范圍分了6檔,從±1 600～±16×105nT,既能在巡航段測量幾nT的行星際磁場,又能在木星環(huán)繞軌道上測量上百萬nT木星的磁場[4]。深空任務(wù)面臨各種復(fù)雜的環(huán)境,如大的溫度變化、強(qiáng)輻射等。另外,探測器任務(wù)周期都比較長,“伽利略號”木星探測器1989年發(fā)射,1995年入軌,工作8年,總共歷時14年；而“旅行者1號”“旅行者2號”,20世紀(jì)70年代末發(fā)射,目前已經(jīng)飛至日球?qū)舆?/div>
深空探測學(xué)報 2017年6期2017-02-26
- 電子羅盤的標(biāo)定方法研究
度計和一個三軸磁強(qiáng)計，是一種常用的導(dǎo)航設(shè)備。隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，電子羅盤在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。目前，在各種導(dǎo)航技術(shù)中，基于MEMS加速度計和磁強(qiáng)計的低成本電子羅盤由于其體積小、重量輕、成本低、不受外界干擾、輸出頻率高等優(yōu)點，應(yīng)用范圍越來越廣。然而，MEMS慣性器件有一個致命的缺點—長期穩(wěn)定性較差，存在明顯時漂現(xiàn)象，再加上加工、制造工藝不完善等均可造成敏感元件的輸出誤差，通常元器件的誤差占到整個系統(tǒng)誤差的90%以上[1]，因此在使用前必須對各個傳感傳感器世界 2016年2期2016-12-01
- 微磁強(qiáng)計弱磁處理芯片設(shè)計與實現(xiàn)
01109）微磁強(qiáng)計弱磁處理芯片設(shè)計與實現(xiàn)呂奇超1，2，劉玉嬌1，2，鄭建勇1，朱忠佳1（1.上海航天控制技術(shù)研究所，上海201109；2.上海市空間智能控制技術(shù)重點實驗室，上海201109）為適應(yīng)微納衛(wèi)星平臺的應(yīng)用需求、實現(xiàn)磁強(qiáng)計的微型化，針對巨磁阻抗（GMI）效應(yīng)微磁強(qiáng)計的研制需求設(shè)計并研制了弱磁信號處理芯片。在分析GMI微磁強(qiáng)計構(gòu)造的基礎(chǔ)上，針對單機(jī)（微）小型化提出了弱磁信號處理電路芯片化的方案；結(jié)合空間應(yīng)用特點，設(shè)計并實現(xiàn)了基于SOI CMOS工藝導(dǎo)航與控制 2016年5期2016-11-03
- 星敏與磁強(qiáng)計安裝矩陣的戶外標(biāo)定
001)星敏與磁強(qiáng)計安裝矩陣的戶外標(biāo)定孫 闖,王凱強(qiáng),任順清(哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間控制與慣性技術(shù)研究中心，哈爾濱150001)為了提高衛(wèi)星測量地磁場參數(shù)的精度，必須提高衛(wèi)星上星敏與磁強(qiáng)計安裝矩陣的測量精度，因此，提供了一種借助地磁場與地面觀星對星敏與磁強(qiáng)計安裝矩陣進(jìn)行戶外地面標(biāo)定的方法。首先建立了三軸磁強(qiáng)計的誤差模型，利用磁強(qiáng)計在地磁場中進(jìn)行翻滾試驗標(biāo)定了誤差模型系數(shù)，同時給出了3個敏感軸矢量在地理坐標(biāo)系下的表示。其次利用星敏觀星，測量了星敏光軸單位矢量相對導(dǎo)航定位與授時 2016年2期2016-03-16
- 國外磁力探測衛(wèi)星的發(fā)展
載有1臺磁通門磁強(qiáng)計，受星體磁場較強(qiáng)影響，其近似磁場測量精度只有100nT。隨后，美蘇又相繼發(fā)射了若干顆磁力探測衛(wèi)星。20世紀(jì)50-70年代，磁場探測主要處于探索階段，衛(wèi)星和磁強(qiáng)計的技術(shù)水平都較低。1979年，美國地質(zhì)調(diào)查局和美國航空航天局（NASA）合作研制的“地磁衛(wèi)星”（MagSat）成功發(fā)射，首次實現(xiàn)了高精度地磁三分量絕對測量，標(biāo)志著磁場探測新的發(fā)展階段。隨后，美國、俄羅斯、法國、德國、澳大利亞、日本、瑞典、南非、巴西和丹麥等國家相繼發(fā)射了載有磁場測國際太空 2015年9期2015-12-26
- 基于自適應(yīng)濾波算法的磁強(qiáng)計/陀螺組合誤差修正*
適應(yīng)濾波算法的磁強(qiáng)計/陀螺組合誤差修正*王嘉雨,曹紅松,白 松,張憲國(中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,太原 030051)針對彈箭姿態(tài)測量中低精度陀螺姿態(tài)解算誤差因漂移迅速增大的問題,文中采用三軸磁強(qiáng)計和陀螺組合測姿方案,對姿態(tài)角的輸出進(jìn)行修正。通過建立基于陀螺姿態(tài)解算誤差角的狀態(tài)方程和磁強(qiáng)計輸出的誤差觀測方程,采用自適應(yīng)卡爾曼濾波方法以抑制濾波發(fā)散并對姿態(tài)誤差角進(jìn)行估計。仿真結(jié)果表明:該方法能有效利用磁強(qiáng)計的輸出抑制了陀螺漂移帶來的誤差,提高解算精度,滿足長時間彈箭與制導(dǎo)學(xué)報 2015年2期2015-05-08
- 3He原子磁強(qiáng)計技術(shù)
)?3He原子磁強(qiáng)計技術(shù)萬雙愛，秦 杰，汪世林，孫曉光(北京自動化控制設(shè)備研究所，北京100074)3He原子磁強(qiáng)計利用3He核自旋的拉莫爾進(jìn)動測量磁場，具有高精度、小體積等特點，可以滿足未來網(wǎng)絡(luò)化磁異常探測對高性能磁強(qiáng)計的需求。圍繞3He原子磁強(qiáng)計的技術(shù)特點，重點介紹了該磁強(qiáng)計的基本工作原理及其硬件組成，分析了其理論靈敏度，給出了該磁強(qiáng)計的國內(nèi)外研究情況，最后對該磁強(qiáng)計技術(shù)的未來發(fā)展進(jìn)行了展望。3He磁強(qiáng)計；原子磁強(qiáng)計；磁強(qiáng)計；磁異常探測0 引言磁異常探導(dǎo)航定位與授時 2015年3期2015-03-11
- 基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的簡化地磁定軌
方程；將復(fù)雜的磁強(qiáng)計測量誤差近似建模成隨機(jī)游走形式，用多項式對磁強(qiáng)計誤差估計值進(jìn)行實時擬合去噪，并辨識出磁強(qiáng)計誤差的變化特征作為自適應(yīng)卡爾曼濾波器的調(diào)節(jié)依據(jù)，提高了弱可觀測地磁定軌的性能。數(shù)學(xué)仿真證明了簡化地磁定軌模型的有效性，自適應(yīng)濾波器能夠更精確地實現(xiàn)定軌計算，定位精度約為6 km，測速精度約為4 m/s。自主導(dǎo)航；地磁定軌；國際地磁參考場；自適應(yīng)卡爾曼濾波器隨著航天技術(shù)的飛速發(fā)展，微小衛(wèi)星自主定軌已經(jīng)成為衛(wèi)星軌道測量領(lǐng)域的發(fā)展方向。地磁導(dǎo)航是一種特別中國慣性技術(shù)學(xué)報 2014年4期2014-10-21
- Fluxgate Magnetometer with Low-Cost and High-Resolution Based on ARM*
的發(fā)展為磁通門磁強(qiáng)計提供了數(shù)字化方案，使磁強(qiáng)計在體積、功耗、溫度穩(wěn)定性等方面有了很大提高［4］。閉環(huán)數(shù)字磁強(qiáng)計一般由磁通門探頭、采樣A/D、處理單元、反饋D/A等構(gòu)成，其精度主要取決于反饋回路的D/A轉(zhuǎn)換器，采用高分辨率的D/A芯片可以有效提高系統(tǒng)性能。為了與反饋D/A匹配，系統(tǒng)前端采樣通路中需要使用高分辨率的A/D，例如:文獻(xiàn)［5］前端采樣使用了C8051F064單片機(jī)內(nèi)集成的16 bit A/D，反饋端使用了16 bit D/A芯片DAC8552;文獻(xiàn)傳感技術(shù)學(xué)報 2014年3期2014-09-08
- Calibration for Tri-Axial Magnetometer Based on Adaptive Genetic Algorithm*
術(shù)的發(fā)展，三軸磁強(qiáng)計被廣泛應(yīng)用于地磁導(dǎo)航等諸多新領(lǐng)域，在空間磁場的測量與研究中發(fā)揮著重要作用［1-4］。準(zhǔn)確測量空間地磁場值或得到完整的地磁場信息，需要使用嚴(yán)格正交的三軸磁強(qiáng)計［2］。但是由于生產(chǎn)水平和安裝工藝的限制，實際應(yīng)用的三軸磁強(qiáng)計不嚴(yán)格正交［3］。文獻(xiàn)［4］中列出了一些廠家生產(chǎn)的三軸磁強(qiáng)計三軸間夾角，大多數(shù)的磁強(qiáng)計的非正交誤差都超過了1°，這使得三軸磁強(qiáng)計的實際測量數(shù)據(jù)存在較大測量誤差。因此，三軸磁強(qiáng)計在使用時，必須對測量誤差進(jìn)行校正。通常采用數(shù)值傳感技術(shù)學(xué)報 2014年3期2014-09-08
- 加速度計/磁強(qiáng)計無陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)解算研究
SINS和三軸磁強(qiáng)計構(gòu)成組合導(dǎo)航系統(tǒng)，以磁強(qiáng)計的測量值結(jié)合國際地磁場模型修正GFSINS的姿態(tài)角誤差，抑制誤差的積累，提高了姿態(tài)角的解算精度。1 GFSINS姿態(tài)角解算角速度計輸出方程［2］為其中:i為慣性系;b為載體系;ri為加速度計安裝位置矢量;θi為敏感方向矢量;fb為投影到載體系的比力;為載體角速度為載體角加速度;Ω為載體角速度的反對稱矩陣［2－3］。因此得到固連在載體上的N個加速度計輸出的矩陣形式為令Q為J的左逆矩陣，則有由式(3)可計算得到載體電光與控制 2012年2期2012-08-27
- 基于磁強(qiáng)計的衛(wèi)星姿態(tài)確定地面試驗*
，近年來，隨著磁強(qiáng)計逐漸在新一代小衛(wèi)星中獲得了應(yīng)用，利用磁強(qiáng)計的測量進(jìn)行姿態(tài)確定也成為一個研究熱點.磁強(qiáng)計具有功耗小、質(zhì)量輕、無運(yùn)動部件、壽命長等特點，因此由磁強(qiáng)計組成的姿態(tài)確定系統(tǒng)具有很高的可靠性，可以大大提高衛(wèi)星的壽命.目前國內(nèi)的研究主要集中在理論方面，本文利用某衛(wèi)星的實際遙測數(shù)據(jù)，在國內(nèi)首次進(jìn)行了基于磁強(qiáng)計的姿態(tài)確定的地面試驗，試驗結(jié)果定姿精度優(yōu)于0.25°，表明基于磁強(qiáng)計的姿態(tài)確定方案合理可行.1 姿態(tài)確定原理1.1 基本思路目前地磁場已經(jīng)有較好的空間控制技術(shù)與應(yīng)用 2012年4期2012-04-17
- 應(yīng)用于皮衛(wèi)星的地球磁場測量系統(tǒng)設(shè)計*
依據(jù)之一。三軸磁強(qiáng)計體積小、重量輕、功耗低，具有較高的測量準(zhǔn)確度，是微小衛(wèi)星定姿的理想傳感器件［1］。實際應(yīng)用中一般沿星體坐標(biāo)系三軸方向安裝磁強(qiáng)計，測量空間中該位置的磁場矢量。衛(wèi)星的姿態(tài)確定系統(tǒng)利用磁強(qiáng)計采集到的磁場矢量，結(jié)合地球磁場模型就可以確定衛(wèi)星在地球磁場中的位置，實現(xiàn)衛(wèi)星的姿態(tài)角度解算［2］。由于宇宙空間的輻射環(huán)境存在著多種粒子與宇宙射線，輻射會給器件帶來損傷，普通商用磁強(qiáng)計無法滿足皮衛(wèi)星長壽命工作的要求。針對商用磁強(qiáng)計的不足，在設(shè)計地球磁場測量系傳感技術(shù)學(xué)報 2011年8期2011-10-19
- 用于微小衛(wèi)星自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)地面仿真的磁強(qiáng)計數(shù)學(xué)模型
衛(wèi)星來說,采用磁強(qiáng)計定姿和定軌的自主導(dǎo)航方法具有質(zhì)量輕、功耗小、可靠性高和成本低等特點[1]。目前,用于微小衛(wèi)星自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)的磁強(qiáng)計數(shù)學(xué)模型尚未被系統(tǒng)建立。在有關(guān)磁強(qiáng)計自主導(dǎo)航的文獻(xiàn)中,通常都未明確給出仿真系統(tǒng)中磁強(qiáng)計測量數(shù)據(jù)獲取的具體實現(xiàn)方法。文獻(xiàn)[1]介紹了一種地磁動態(tài)模擬器的構(gòu)建方法,說明了地磁場數(shù)據(jù)生成的方法及地磁模擬器輸出電流與其對應(yīng)的關(guān)系,但沒有給出磁強(qiáng)計測量數(shù)據(jù)生成的方法。文獻(xiàn)[2、3]采用在地磁場理論計算值的基礎(chǔ)上添加測量噪聲的方法,這上海航天 2011年4期2011-09-18
- 基于磁強(qiáng)計/陀螺的卡爾曼濾波定姿算法
來自加速度計、磁強(qiáng)計、傾斜計等傳感器的數(shù)據(jù)來補(bǔ)償陀螺引起的誤差。隨著低成本固態(tài)慣性器件和磁傳感器件的發(fā)展,利用MEMS陀螺和磁強(qiáng)計進(jìn)行姿態(tài)探測是近年來測量系統(tǒng)研究的熱點之一。文獻(xiàn)[1]設(shè)計了一個利用加速度計和磁強(qiáng)計來補(bǔ)償誤差的擴(kuò)展卡爾曼濾波器。結(jié)合對重力場和地磁場的測量,使用高斯-牛頓迭代法求解非線性方程組,從而獲得四元數(shù)。該算法不僅使用了對重力場的測量,而且要求載體處于靜止或不存在線加速度。因此,該算法具有局限性。文獻(xiàn)[2]采用磁強(qiáng)計和陀螺來測量姿態(tài)角。探測與控制學(xué)報 2011年4期2011-08-21
- 基于光照區(qū)太陽敏感器和陀螺輔助修正的微小衛(wèi)星磁測技術(shù)
耗微小衛(wèi)星采用磁強(qiáng)計、太陽敏感器、陀螺、動量輪、磁力矩器組成姿態(tài)測量與控制系統(tǒng)。微小衛(wèi)星的控制系統(tǒng)采用常速動量輪實現(xiàn)慣性定向，所以控制系統(tǒng)的一個重要工作就是控制衛(wèi)星的俯仰姿態(tài)，此時可用磁強(qiáng)計估計衛(wèi)星的俯仰姿態(tài)與俯仰姿態(tài)變化率。太陽敏感器在光照區(qū)獲取太陽方位信息，結(jié)合太陽歷獲取衛(wèi)星的姿態(tài)，太陽敏感器結(jié)合磁強(qiáng)計，可以進(jìn)行濾波計算出衛(wèi)星俯仰姿態(tài)。陀螺雖然精度高，但功耗較大，因此只在俯仰方向單軸配置，階段性開機(jī)監(jiān)測衛(wèi)星俯仰角速率，配合俯仰控制任務(wù)的執(zhí)行。衛(wèi)星的剩磁中國慣性技術(shù)學(xué)報 2011年6期2011-04-30
- 高溫超導(dǎo)瞬變電磁系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)品化
制成功高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計和瞬變電磁儀器的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)一步完善，自主研發(fā)了可用于地下1000m深部資源勘探的先進(jìn)地質(zhì)勘探儀器——高溫超導(dǎo)瞬變電磁儀器系統(tǒng)。據(jù)了解，物化探所科研人員以高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計取代傳統(tǒng)感應(yīng)線圈作為傳感器，集成一套高溫超導(dǎo)瞬變電磁儀器系統(tǒng)，實現(xiàn)了在瞬變電磁法中直接測量磁場的目的，提高瞬變電磁法的勘探深度，為深部金屬礦勘探提供高技術(shù)手段。此外，科研人員在現(xiàn)有高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計的基礎(chǔ)上采用屏蔽技術(shù)，對其電子線路、面板及其核心部分“高頻放大器”進(jìn)行了設(shè)計地質(zhì)裝備 2011年5期2011-04-02
- 一種應(yīng)用磁強(qiáng)計提高導(dǎo)航系統(tǒng)航向精度的方法*
提出了一種通過磁強(qiáng)計計算航向角并將之加入至系統(tǒng)的觀測量中，與三維位置觀測量構(gòu)成系統(tǒng)四維觀測量，從而構(gòu)成MIMU/GPS/磁強(qiáng)計組合系統(tǒng)的方法，并通過可觀測性分析說明了將磁強(qiáng)計加入至系統(tǒng)后系統(tǒng)的所有狀態(tài)完全可觀測。本文采用磁強(qiáng)計與低成本SINS/GPS構(gòu)成新的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，利用SINS/GPS組合提供的水平姿態(tài)角與磁強(qiáng)計觀測量，采用磁羅盤原理計算得到航向角，并作為組合導(dǎo)航系統(tǒng)新的觀測量，以此改善航向角的可觀測性，從而提高組合導(dǎo)航系統(tǒng)的航向精度。首先建立了系統(tǒng)傳感器與微系統(tǒng) 2010年8期2010-12-07
- 電子羅盤的標(biāo)定方法研究