基于差分磁罗盘的动态干扰识别技术.pdf

第45卷第3期西南交通大学学报Ve1．45No．3
2010年6月JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITYJun．2010

文章编号：0258—2724(2010)03-0445-06DOI：10．3969／j．issn．0258—2724．2010．03．022

基于差分磁罗盘的动态干扰识别技术

郝振海，杨新勇，黄圣国
(南京航空航天大学民航学院，江苏南京210016)

摘要：为解决城市交通中低频动态磁场对磁罗盘的干扰问题，设计了基于差分磁罗盘和速率陀螺的组合航向
系统．其基本原理是，当差分磁罗盘检测出动态低频干扰时，系统切换至陀螺工作方式．将磁场强度误差及其变
化率、差分磁罗盘相对航向差及其变化率作为特征参数，提出了基于阈值判断-模糊c-均值分类的两级差分磁罗
盘动态罗差识别技术．实验结果表明，系统的航向误差小于6。，动态干扰识别率超过70％．
关键词：动态干扰；差分磁罗盘；模糊c-均值分类
中图分类号：V241．61文献标识码：A

RecognitionTechnologyofDynamicMagneticInterference
BasedonDiferentialMagneticCompasses

HAOZhenhai，YANGXinyong，HUANGShengguo

(CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)

Abstract：Inordertosolvethemagneticcompassinterferenceproblemcausedbythelow—frequency

dynamicmagneticinterferenceinurbantraffic，anintegratedheadingsystembasedonthedifferential
magneticcompasses(DMC)andtherategyroscopewasdesigned．Whenthelow—frequencydynamic
magneticinterferenceisrecognizedbyDMC，theintegratedheadingsystemconvertstotherate

gyroscopeworkingmode．TheeiTorofmagneticfieldintensity，therelativeheadingdifferenceofDMC

andtheirchangerateswereanalyzedandtakenassystemcharacteristicparameters．Atwo-step
dynamicmagneticdeviationrecognitiontechnologyofDMCbasedonthejudgmentofthresholdvalue
andfuzzyc—meansclassificationwasinvestigated．Anexperimentshowsthattheheadingerrorofthe

systemislessthan6。andthedynamicinterferencerecognitionrateexceeds70％．

Keywords：dynamicmagneticinterference；differentialmagneticcompasses；fuzzyc—means

classificatinn

磁罗盘和角速率陀螺都是用来测量航向的传相对航向短时间精度高的特点，降低外界磁场干扰
感器．磁罗盘通过地磁场测量磁航向，但是易受外对磁罗盘测量的影响引．
部磁场干扰而出现航向误差¨J．硅微角速率陀螺磁罗盘静态误差补偿方法已比较成熟引，但
在工作较长时间后，由于其误差累积以及漂移特是由于城市交通中动态干扰的严重不规则性，磁罗
性，其航向误差甚至可达几十度．可以将磁罗盘盘动态误差补偿问题，尤其是低频干扰问题尚未得
和速率陀螺两种航向传感器进行组合／融合．一方到解决．文献[6]提出基于统计特性，通过模糊一补
面，磁罗盘的磁航向为陀螺确定航向初值，而且可偿滤波方法消除磁罗盘测量值中高频干扰与低频
以抑制陀螺累积误差与漂移；另一方面，利用陀螺干扰的影响，但是没有进行实验验证．文献[7]采

收稿日期：2007．11—12
基金项目：国家863计划资助项目(20o6AA12A108)
作者简介：郝振海(1977一)，男，博士研究生，研究方向为智能检测与状态监控，电话：025~4892273，E-mail：[e-mail]
通讯作者：黄圣国(1941一