使用量子与经典磁力计及惯性传感器的标量与矢量机载平台校准
航空磁测需要严格的标定,以将地磁信号与传感器误差及平台磁场分离开来。这种磁补偿对于地球物理勘探和磁异常导航等应用至关重要。标准方法采用量子标量光泵磁力仪(OPM)和一个灵敏度较低的磁通门矢量传感器来获取姿态信息。这种配置通常会导致对平台场的标量近似。高灵敏度金刚石氮-空位(NV)矢量磁力仪的发展,使得重新评估标准硬件配置和全矢量标定模型成为可能。该团队通过严格的理论分析表明,标量标定模型对失准具有鲁棒性。然而,矢量标定模型本质上对姿态误差具有一阶敏感性,无论磁场测量的精度如何。这些误差源于机体坐标系中背景场方向的不准确表示,且可能将微小的方向误差放大为显著的标定残差。利用真实的传感器模型和飞行轨迹,该工作评估了不同传感器配置用于磁标定的效果,并考察了使用机载惯性导航系统(INS)作为独立姿态参考以实现稳定补偿的可行性。研究结果表明,像NV传感器这样的量子矢量磁力仪并不足以解决机载矢量磁标定中的姿态瓶颈问题。然而,作为一种既能提供绝对场测量又能提供方向测量的单一传感器,它在传感器布局、同步以及标量标定精度方面可能具有优势。

