【摘要】：海洋磁力儀的本體磁性校正是磁力儀應(yīng)用系統(tǒng)的核心技術(shù),尤其當(dāng)載體磁性發(fā)生改變后,其現(xiàn)場(chǎng)的校正算法是影響其應(yīng)用有效性的關(guān)鍵。先分析了搭載有三軸磁通門(mén)磁力儀的水下勘探系統(tǒng)的主要磁干擾源,描述了相應(yīng)的磁校正模型,簡(jiǎn)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(guò)MATLAB予以實(shí)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(duì)上述算法進(jìn)行功能性驗(yàn)證。由校正前后的數(shù)據(jù)波動(dòng)情況、均方根誤差值和相對(duì)誤差值可知,磁校正領(lǐng)域混合算法校正效果相對(duì)較佳,能提高磁力儀傳感器的測(cè)量有效性。
【圖文】：

２６９２逡逑儀器儀表學(xué)報(bào)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(xiàn)［ｉ］采用了無(wú)跡卡爾曼濾波磁強(qiáng)計(jì)模型參逡逑數(shù)估計(jì)方法對(duì)三軸磁強(qiáng)計(jì)的總量及分量誤差進(jìn)行校正；逡逑文獻(xiàn)［２］引人粒子群（ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｗａｒｍ邋ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ＰＳＯ）算逡逑法，將磁校正問(wèn)題演化為超定方程確定全局最優(yōu)解的問(wèn)逡逑題；文獻(xiàn)［３］提出了基于遺傳算法（ｇｅｎｅｔｉｃ邋ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，逡逑ＧＡ）的磁干擾補(bǔ)償方法；文獻(xiàn)［４］提出了兩步估計(jì)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(duì)象，尋找適用于水下載體上的磁力儀本體磁性現(xiàn)逡逑場(chǎng)校正的算法。逡逑１磁法勘探系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(mén)磁力儀傳感器逡逑輸出模擬電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)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(shí)時(shí)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(guò)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(cè)量的［０，５邋Ｖ］。因?yàn)榇佩义狭x傳感器的有效帶寬0邋￣３邋ｋＨｚ，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)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(chǔ)部分，一方面ＭＣＵ通過(guò)ＲＳ２３２接口將實(shí)時(shí)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(guò)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(xué)報(bào)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(xiàn)［ｉ］采用了無(wú)跡卡爾曼濾波磁強(qiáng)計(jì)模型參逡逑數(shù)估計(jì)方法對(duì)三軸磁強(qiáng)計(jì)的總量及分量誤差進(jìn)行校正；逡逑文獻(xiàn)［２］引人粒子群（ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｗａｒｍ邋ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ＰＳＯ）算逡逑法，將磁校正問(wèn)題演化為超定方程確定全局最優(yōu)解的問(wèn)逡逑題；文獻(xiàn)［３］提出了基于遺傳算法（ｇｅｎｅｔｉｃ邋ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，逡逑ＧＡ）的磁干擾補(bǔ)償方法；文獻(xiàn)［４］提出了兩步估計(jì)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(duì)象，尋找適用于水下載體上的磁力儀本體磁性現(xiàn)逡逑場(chǎng)校正的算法。逡逑１磁法勘探系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(mén)磁力儀傳感器逡逑輸出模擬電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)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(shí)時(shí)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(guò)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(cè)量的［０，５邋Ｖ］。因?yàn)榇佩义狭x傳感器的有效帶寬0邋￣３邋ｋＨｚ，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)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(chǔ)部分，一方面ＭＣＵ通過(guò)ＲＳ２３２接口將實(shí)時(shí)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(guò)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(xué)電子信息學(xué)院;國(guó)家海洋局第二海洋研究所;
【分類(lèi)號(hào)】：TM936.1

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本文編號(hào)：2529789