基于矢量测量的在线载体磁补偿方法

doi:10.11720/wtyht.2023.1265

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摘要

针对传统载体磁补偿求解系数存在病态性的问题,本文研究了磁干扰的主要来源,忽略了涡流场的影响,在原有的模型基础上进行了简化,建立了三分量磁补偿模型,由此提出了磁场分量的在线载体补偿方法。通过与传统方法进行对比仿真,本文方法有效提高了约1.14 nT的补偿精度。同时利用现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)的高层次综合工具(high-level synthesis, HLS)对该方法进行了嵌入式硬件仿真,验证了方法在硬件系统的实时性和补偿精度。

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	凌姐丫
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关键词 ：磁干扰, 高层次综合工具, 矢量, 在线补偿

Abstract：

Aiming at the ill-conditioned coefficients in the traditional carrier magnetic compensation, this study investigated the main source of magnetic interference, simplified the original model by ignoring the influence of the eddy current field, and established a three-component magnetic compensation model. Accordingly, it proposed an online carrier magnetic compensation method for the magnetic field components. Compared with the traditional method, the method proposed in this study effectively improved the compensation accuracy by about 1.14 nT. This study conducted embedded hardware simulations of this method using the high-level synthesis (HLS) tool of the field programmable gate array (FPGA), verifying the real-time performance and magnetic compensation accuracy of this method in a hardware system.

Key words： magnetic interference HLS vector online compensation

收稿日期: 2022-05-26 修回日期: 2022-10-17 出版日期: 2023-04-20

ZTFLH:

P631

基金资助:国家自然科学基金面上项目“空间多尺度条件下的多磁偶极子目标定位和识别反演方法”(61871229)

引用本文:

凌姐丫, 金煌煌, 庄志洪, 王宏波, 董笙雅. 基于矢量测量的在线载体磁补偿方法[J]. 物探与化探, 2023, 47(2): 401-409.
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链接本文:

https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2023.1265 或 https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2023/V47/I2/401

Fig.1 总场校准飞行示意

Table 1 考虑地磁梯度和不考虑地磁梯度的标准差

Fig.2 地磁梯度对传统总场方法补偿结果的影响

Fig.3 地磁梯度对本文方法补偿结果的影响

Table 2 标准差和条件数对比

Fig.4 本文方法与传统模型条件数对比仿真

Fig.5 本文方法与传统模型补偿结果对比仿真

Table 3 传统总场方法求解补偿系数

Table 4 本文方法x分量求解补偿系数

Fig.6 姿态角与三分量求解方向余弦补偿效果仿真对比

Table 5 三分量与姿态角求方向余弦的补偿结果标准差

Fig.7 实测飞行本文方法与传统模型补偿结果对比

Fig.8 HLS工具与Verilog语言标准差对比

Fig.9 HLS工具(a)与Verilog语言(b)时间消耗对比

Fig.10 HLS工具(a)与Verilog语言(b)消耗资源对比

Table 6 HLS工具与传统Verilog语言的FPGA对比

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