高精度嵌入式地磁测量仪的研究与实现

甘 攀，杨晓非，欧阳君

(华中科技大学光学与电子信息学院，湖北武汉 430074)



高精度嵌入式地磁测量仪的研究与实现

甘 攀，杨晓非，欧阳君

(华中科技大学光学与电子信息学院，湖北武汉 430074)

研制了一款基于三轴磁传感器的高精度嵌入式地磁测量仪，同时针对三轴传感器的零偏误差、比例因子误差、非正交误差及非线性误差建立了高精度误差校正模型，并通过分段线性拟合与高斯牛顿迭代法对补偿参数进行求解。实验结果表明，传感器各轴的测量误差得到了明显抑制，总磁场强度的均方根误差从约300 nT降至约7 nT。

三轴磁传感器；嵌入式地磁测量仪；误差校正模型；分段线性拟合

0 引言

地磁场是地球的基本物理场，蕴含着重要而丰富的地球物理信息，是人们进行磁力勘探、矿藏探测、地质分析等方面研究的重要信息来源。因此，在获取磁场信息的过程中，对磁场数据的挖掘和分析显得至关重要。然而，由于受多种误差的影响，磁测仪难以实现高精度测量，因此需要对测量误差进行校正及补偿。在三轴磁传感器的误差校正模型及补偿算法方面，国内外学者做了一些有益的研究[1-10]。但是，目前的研究主要集中在零偏、比例因子及非正交误差，而关于传感器非线性误差的研究还较少。现有的非线性误差补偿方法是基于三次多项式拟合实现的[11-14]，然而其精度有限，需要研究高精度误差补偿方法。

本文针对三轴磁传感器，建立了其误差校正模型，重点采用分段线性拟合算法，对传感器的非线性误差进行补偿。……