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公开(公告)号：CN112050800B
公开(公告)日：2022-11-18
申请号：CN202010840386.2
申请日：2020-08-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/00 , G01R33/02 , G01R33/022
Abstract: 本发明公开了一种基于日字型三轴磁强计对称配置平面阵列的磁梯度张量定位方法，属于磁性目标反演技术领域。按特定构型配置六只三轴磁强计，使相关的三轴磁强计敏感轴关于点O、O1和O2对称，构成对称配置平面阵列；使用多通道数采系统同步采集六只三轴磁强计的测量输出将变换到解算坐标系，得到计算对称点O，O1和O2处磁梯度张量独立分量值，构造对应的磁梯度张量矩阵由计算出磁偶极子与对称点O，O1和O2之间的距离均值；计算磁偶极子的位置坐标值x；由坐标利用二分法计算一元二次方程；舍弃复根，求取剩余实根对应的差值集，依据差值最小原则挑选方程正确解，得到磁偶极子的位置坐标y和z。本方法计算量较小，能实现快速定位。
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公开(公告)号：CN109000639B
公开(公告)日：2022-01-07
申请号：CN201810574982.3
申请日：2018-06-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下地磁辅助导航领域，具体涉及到乘性误差四元数地磁张量场辅助陀螺的姿态估计方法及装置。以误差四元数、陀螺比例因子误差以及陀螺常值偏置误差建立姿态估计装置的状态方程，捷联于运载体的矢量磁力计组，测量载体系下地磁张量场的5个独立分量；将其与载体系下地磁张量场独立分量的测量值作差，得到地磁张量场独立分量差值。利用卡尔曼滤波器进行估计与补偿，得到姿态四元数、陀螺比例因子及常值偏置的估计值；由姿态四元数确定运载体姿态。采用乘性误差四元数作为姿态估计变量，克服了状态协方差阵的奇异性问题；以地磁张量场独立分量差值为观测量，消减地磁背景场矢量方向对姿态估计器系统观测的影响。
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公开(公告)号：CN112050799A
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN202010837023.3
申请日：2020-08-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/00 , G01R33/022 , G01R33/02
Abstract: 本发明公开了一种基于磁梯度张量缩并量之比的测距定位方法，属于磁探测与定位技术领域。所述定位方法包括以下步骤：将十个同类型三轴磁强计构成三轴磁强计平面阵列并将它们的各个敏感轴相互对齐；采集平面阵列的十个三轴磁强计输出；计算阵列四个面心处的磁性体磁梯度张量的独立分量值；由每两面心与磁性体之间的距离值的平方比为固定数值构成关于磁性体位置坐标的线性方程组，计算方程组得出磁性体位置坐标值。本发明相比于三轴磁强计阵列的空间立体结构，平面结构易于多个三轴磁强计组阵，特别是对于芯片化的微型三轴磁强计更具优势，也减少了阵列的安放空间。
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公开(公告)号：CN106125026B
公开(公告)日：2019-02-26
申请号：CN201610416424.5
申请日：2016-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种不依赖于地磁场场量的三轴磁强计全误差参数辨识与校正方法。利用地磁场的模量不变性，由不同姿态下的地磁场矢量测量数据对三轴磁强计的全误差参数进行辨识，以此构造误差校正器，利用构建的误差校正器校正三轴磁强计的全误差，获得校正后的被测磁场。解决现有技术在没有地磁场场量的情况下无法辨识三轴磁强计全误差参数，进而不能进行三轴磁强计全误差校正的问题；同时本发明不需要附加的地磁场测量设备，也无需附加的姿态测量设备提供准确的外部姿态信息。该发明一步辨识出全部的三轴磁强计误差，辨识精度高，不需要测量地磁场及姿态的辅助设备，简化了三轴磁强计的校正装置，降低了磁场测量系统的成本。
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公开(公告)号：CN104567871B
公开(公告)日：2018-07-24
申请号：CN201510016501.3
申请日：2015-01-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下地磁辅助导航领域，具体涉及到一种基于地磁梯度张量的四元数卡尔曼滤波姿态估计方法。本发明包括：设定初始参数值；采集载体运动过程中陀螺及磁强计的输出数据作为量测量；测量地理系下地磁梯度张量；测量载体系下地磁梯度张量；进行状态更新；估计k时刻的状态；估计k时刻的状态。本发明提出的一种基于地磁梯度张量的Cubature卡尔曼滤波姿态估计方法对姿态角的估计精度比传统Cubature卡尔曼滤波算法高出数倍，而且通过三轴磁通门磁强计测量获取量测值yk的方法具有价格低廉的潜在优势。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104215259B
公开(公告)日：2018-04-24
申请号：CN201410416153.4
申请日：2014-08-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明属于水下地磁辅助导航定位领域，具体涉及到一种基于地磁模量梯度和粒子滤波的惯导误差校正方法。本发明包括:惯导系统根据潜艇上加速度计信息解算载体所在的位置；根据地磁模量梯度/惯性组合导航系统的状态方程预测载体的位置误差；潜艇水下航行时由其上地磁模量梯度测量装置实时获取潜艇在真实位置处的地磁模量梯度测量值；得到预测模量梯度值和观测模量梯度值之间的差值；基于质点动力学拟态物理优化的粒子滤波估计算法对系统状态进行估计：对惯导系统进行误差补偿。本发明根据估计结果校正载体航迹，同时对惯导陀螺漂移进行估计和补偿。为水下载体实现精确自主导航提供一种理想途径。
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公开(公告)号：CN106125026A
公开(公告)日：2016-11-16
申请号：CN201610416424.5
申请日：2016-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01R35/005 , G01V13/00
Abstract: 本发明提供的是一种不依赖于地磁场场量的三轴磁强计全误差参数辨识与校正方法。利用地磁场的模量不变性，由不同姿态下的地磁场矢量测量数据对三轴磁强计的全误差参数进行辨识，以此构造误差校正器，利用构建的误差校正器校正三轴磁强计的全误差，获得校正后的被测磁场。解决现有技术在没有地磁场场量的情况下无法辨识三轴磁强计全误差参数，进而不能进行三轴磁强计全误差校正的问题；同时本发明不需要附加的地磁场测量设备，也无需附加的姿态测量设备提供准确的外部姿态信息。该发明一步辨识出全部的三轴磁强计误差，辨识精度高，不需要测量地磁场及姿态的辅助设备，简化了三轴磁强计的校正装置，降低了磁场测量系统的成本。
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公开(公告)号：CN103630139B
公开(公告)日：2015-12-02
申请号：CN201310692189.0
申请日：2013-12-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明属于水下地磁辅助导航领域，具体涉及到一种基于地磁梯度张量测量的水下载体全姿态确定方法。本发明包括：在载体系下建立三维直角坐标系得到磁梯度张量的5个分量；从预先存储的地磁梯度张量数据库中提取地理系下地磁梯度张量的5个独立分量；代入关于q0、q1、q2和q3的非线性方程组；四元数和代入载体系与地理系的变换矩阵，得到俯仰角θ的估计值。本发明提出的基于地磁异常反演的水下载体定位技术具有成本低、灵敏度高、抗干扰能力强及无积累误差等特性，解决单个磁强计无法依赖地磁场自主定姿的问题，为水下载体姿态估计提供一种自主的、隐蔽的途径。
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公开(公告)号：CN104215259A
公开(公告)日：2014-12-17
申请号：CN201410416153.4
申请日：2014-08-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
CPC classification number: G01C25/005
Abstract: 本发明属于水下地磁辅助导航定位领域，具体涉及到一种基于地磁模量梯度和粒子滤波的惯导误差校正方法。本发明包括:惯导系统根据潜艇上加速度计信息解算载体所在的位置；根据地磁模量梯度/惯性组合导航系统的状态方程预测载体的位置误差；潜艇水下航行时由其上地磁模量梯度测量装置实时获取潜艇在真实位置处的地磁模量梯度测量值；得到预测模量梯度值和观测模量梯度值之间的差值；基于质点动力学拟态物理优化的粒子滤波估计算法对系统状态进行估计：对惯导系统进行误差补偿。本发明根据估计结果校正载体航迹，同时对惯导陀螺漂移进行估计和补偿。为水下载体实现精确自主导航提供一种理想途径。
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公开(公告)号：CN103969692A
公开(公告)日：2014-08-06
申请号：CN201410216115.4
申请日：2014-05-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01V7/02
Abstract: 本发明具体涉及到一种基于电容传感的二维复合摆地倾斜低频隔振装置。本发明包括圆筒形框架、二维圆柱对称复合摆、电容位移检测系统、两个二维弹性簧片、圆筒形电容极板、两个相同的电磁线圈、四块圆盘形压电陶瓷，二维圆柱对称复合摆设置于圆筒形框架内，由位于上方的圆柱杆正摆和位于下方的具有圆柱对称性的U型倒摆组成。本发明中角位移测量采用高灵敏度电容传感器，克服角度传感器中激光光源角漂移引起的测量误差；反馈驱动执行机采用压电陶瓷，压电陶瓷能承载较大的负载，具有出力大、响应快、分辨率高及控制简单等优点，有利于装置小型化和长期稳定性。
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