基于粒子群优化的三轴磁强计非线性误差校正*

宋忠国， 郑家欢， 张金生， 席晓莉

(1.西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048；2.西安工业大学 光电工程学院，陕西 西安 710048)

基于粒子群优化的三轴磁强计非线性误差校正*

宋忠国1， 郑家欢2， 张金生1， 席晓莉1

(1.西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048；2.西安工业大学光电工程学院，陕西西安710048)

三轴磁强计的非线性误差是影响其测量精度的重要因素，而传统三轴磁强计误差模型仅考虑零偏、磁轴非正交和灵敏度误差，无法实现对磁测误差有效剥离和校正。通过对传统误差模型进行扩展，提出了三轴磁强计的非线性误差模型，并利用自适应粒子群优化(APSO)算法对非线性误差模型参数进行反演。实验结果表明：可以有效地补偿三轴磁强计的非线性测量误差，相较于传统校正方法，在误差参数规模较大情况下，APSO算法具有更好的全局搜索能力，可大幅提高误差参数反演精度及算法收敛速度。

三轴磁强计； 误差校正； 自适应粒子群优化算法； 参数估计

0 引 言

三轴磁强计作为一种低功耗、轻小型磁矢量场采集装置，广泛应用于飞行器定向、自主导航/定轨、生物工程、勘探等领域。而在工程应用中[1～3]，受传感器加工工艺限制和测量环境磁场扰动的影响，磁强计测量输出误差较大，实际应用中应进行严格校正。

传统三轴磁强计校正中使用的误差模型主要考虑了零偏、灵敏度误差、三轴非正交误差等线性误差因素。针对该类误差模型，文献[4～7]中通过采集磁强计不同方位的测量数据，利用最小二乘或最大似然估计模型中误差参数。……