航姿系统矢量传感器非对准误差及其校正*

李 翔，王勇军，李 智

(1.桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004; 2.桂林航天工业学院无人机遥测重点实验室，广西桂林541004)

航姿系统矢量传感器非对准误差及其校正*

李 翔1*，王勇军1，2，李 智2

(1.桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004; 2.桂林航天工业学院无人机遥测重点实验室，广西桂林541004)

航姿参考系统中三轴磁强计与三轴加速度计常采用椭球拟合法进行误差校正与补偿，其缺点是校正后不同传感器之间以及传感器坐标系与载体坐标系之间往往还存在非对准误差。由定量分析得知此类非对准误差所引起的航姿参考系统航向角误差具有常值误差与半圆罗差之和的形式。利用地磁矢量与重力矢量的点积为常数这一性质，并结合三维旋转矩阵的小角度近似表达式，对椭球拟合法校正后的传感器非对准误差进行了补偿，在不同磁干扰条件下均可使校正效果得到改善，航向剩余误差(均方根)平均减小30%以上。

矢量传感器;误差校正;椭球拟合;航姿参考系统

三轴磁强计、三轴加速度计可分别用于测量地磁场与重力矢量，并进而在此基础上实现姿态与方位(航向)的测量。二者可构成测量三维姿态的电子罗盘，或与 MEMS陀螺仪共同构成 9自由度(Degree of Freedom)的航向与姿态参考系统(Attitude and Heading Reference System，简称航姿参考系统或AHRS)［1－2］。

为保证AHRS使用精度，必须对三轴磁强计与三轴加速度计进行误差校正与补偿。在实验室条件下可采用精密仪器进行校准(标定)，而在实际应用场合则更多采用基于椭球拟合的校正方法［3－7］。……