【摘要】：海洋磁力儀的本體磁性校正是磁力儀應用系統(tǒng)的核心技術(shù),尤其當載體磁性發(fā)生改變后,其現(xiàn)場的校正算法是影響其應用有效性的關(guān)鍵。先分析了搭載有三軸磁通門磁力儀的水下勘探系統(tǒng)的主要磁干擾源,描述了相應的磁校正模型,簡明扼要地介紹了橢球擬合、粒子群、遺傳及粒子群遺傳混合等算法,并逐一通過MATLAB予以實現(xiàn)。最后使用水下載體在西南印度洋的作業(yè)數(shù)據(jù)對上述算法進行功能性驗證。由校正前后的數(shù)據(jù)波動情況、均方根誤差值和相對誤差值可知,磁校正領(lǐng)域混合算法校正效果相對較佳,能提高磁力儀傳感器的測量有效性。
【圖文】：

２６９２逡逑儀器儀表學報逡逑第３邋８卷逡逑電源甲逡逑高精度逡逑ＡＤＣ逡逑邐ＲＳ２３２逡逑水下載體邐逡逑邐邋ＳＰＩ逡逑ＳＤ邋Ｃａｒｄ邋４邋°逡逑決辦法。文獻［ｉ］采用了無跡卡爾曼濾波磁強計模型參逡逑數(shù)估計方法對三軸磁強計的總量及分量誤差進行校正；逡逑文獻［２］引人粒子群（ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｗａｒｍ邋ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ＰＳＯ）算逡逑法，將磁校正問題演化為超定方程確定全局最優(yōu)解的問逡逑題；文獻［３］提出了基于遺傳算法（ｇｅｎｅｔｉｃ邋ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，逡逑ＧＡ）的磁干擾補償方法；文獻［４］提出了兩步估計法求解逡逑磁力儀的零偏誤差、硬磁誤差和刻度因子誤差。本文將逡逑以水下載體在西南印度洋作業(yè)區(qū)勘探到的磁力數(shù)據(jù)作為逡逑研究對象，尋找適用于水下載體上的磁力儀本體磁性現(xiàn)逡逑場校正的算法。逡逑１磁法勘探系統(tǒng)設(shè)計逡逑磁法勘探系統(tǒng)主要由兩部分組成：一是三分量磁力逡逑數(shù)據(jù)采集部分，本文采用的三分量磁通門磁力儀傳感器逡逑輸出模擬電壓信號，通過信號調(diào)理電路和低通濾波電路逡逑處理后，再由高精度的２４位模數(shù)芯片ＡＤＳ１２５６實時轉(zhuǎn)逡逑換之后傳輸?shù)剑停茫罩�。由于磁力儀傳感器的輸出電壓逡逑范圍為－１０￣１０邋Ｖ，，本文通過線性調(diào)理電路將［－１０邋Ｖ，逡逑１0邋Ｖ］轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片可測量的［０，５邋Ｖ］。因為磁逡逑力儀傳感器的有效帶寬0邋￣３邋ｋＨｚ，本文設(shè)計實現(xiàn)了一個逡逑截止頻率約為１０邋ｋＨｚ的有源低通濾波器。二是數(shù)據(jù)傳逡逑輸和存儲部分，一方面ＭＣＵ通過ＲＳ２３２接口將實時三分逡逑量磁力數(shù)據(jù)傳送給水下載體，另一方面ＭＣＵ通過ＳＰＩ與逡逑ＳＤ卡通信，將數(shù)據(jù)保存?zhèn)浞菀员闳蘸髷?shù)據(jù)分析使用。磁逡逑法勘探系統(tǒng)框圖如圖１

２６９２逡逑儀器儀表學報逡逑第３邋８卷逡逑電源甲逡逑高精度逡逑ＡＤＣ逡逑邐ＲＳ２３２逡逑水下載體邐逡逑邐邋ＳＰＩ逡逑ＳＤ邋Ｃａｒｄ邋４邋°逡逑決辦法。文獻［ｉ］采用了無跡卡爾曼濾波磁強計模型參逡逑數(shù)估計方法對三軸磁強計的總量及分量誤差進行校正；逡逑文獻［２］引人粒子群（ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｗａｒｍ邋ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ＰＳＯ）算逡逑法，將磁校正問題演化為超定方程確定全局最優(yōu)解的問逡逑題；文獻［３］提出了基于遺傳算法（ｇｅｎｅｔｉｃ邋ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，逡逑ＧＡ）的磁干擾補償方法；文獻［４］提出了兩步估計法求解逡逑磁力儀的零偏誤差、硬磁誤差和刻度因子誤差。本文將逡逑以水下載體在西南印度洋作業(yè)區(qū)勘探到的磁力數(shù)據(jù)作為逡逑研究對象，尋找適用于水下載體上的磁力儀本體磁性現(xiàn)逡逑場校正的算法。逡逑１磁法勘探系統(tǒng)設(shè)計逡逑磁法勘探系統(tǒng)主要由兩部分組成：一是三分量磁力逡逑數(shù)據(jù)采集部分，本文采用的三分量磁通門磁力儀傳感器逡逑輸出模擬電壓信號，通過信號調(diào)理電路和低通濾波電路逡逑處理后，再由高精度的２４位模數(shù)芯片ＡＤＳ１２５６實時轉(zhuǎn)逡逑換之后傳輸?shù)剑停茫罩小Ｓ捎诖帕x傳感器的輸出電壓逡逑范圍為－１０￣１０邋Ｖ，本文通過線性調(diào)理電路將［－１０邋Ｖ，逡逑１0邋Ｖ］轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片可測量的［０，５邋Ｖ］。因為磁逡逑力儀傳感器的有效帶寬0邋￣３邋ｋＨｚ，本文設(shè)計實現(xiàn)了一個逡逑截止頻率約為１０邋ｋＨｚ的有源低通濾波器。二是數(shù)據(jù)傳逡逑輸和存儲部分，一方面ＭＣＵ通過ＲＳ２３２接口將實時三分逡逑量磁力數(shù)據(jù)傳送給水下載體，另一方面ＭＣＵ通過ＳＰＩ與逡逑ＳＤ卡通信，將數(shù)據(jù)保存?zhèn)浞菀员闳蘸髷?shù)據(jù)分析使用。磁逡逑法勘探系統(tǒng)框圖如圖１
【作者單位】： 杭州電子科技大學電子信息學院;國家海洋局第二海洋研究所;
【分類號】：TM936.1

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本文編號：2529789