Калибровка трёхосевого магнитометра в реальном времени, независимая от ориентации

В данной работе разработаны новые методы калибровки датчиков трёхосевого магнитометра в реальном времени. Эти методы основаны на преобразовании векторов магнитометра в связанной с корпусом системе координат и геомагнитного опорного вектора в наблюдение, не зависящее от ориентации, с использованием скалярной проверки. Полная задача калибровки заключается в определении вектора смещения магнитометра, масштабных коэффициентов и поправок на неортогональность. Хотя точное решение этой задачи полной калибровки требует минимизации функции потерь четвёртой степени, с помощью приближения центрирования задачу можно преобразовать к функции потерь второй степени. Это приводит к простому пакетному решению методом линейных наименьших квадратов. В работе разработаны альтернативные алгоритмы калибровки в реальном времени на основе расширенного фильтра Калмана и несигма-фильтра. С помощью этих алгоритмов полную калибровку магнитометра можно выполнять на орбите в ходе штатных операций космической миссии. Результаты моделирования показывают, что оба алгоритма обеспечивают точное разрешение целочисленных значений в реальном времени, однако несигма-фильтр более устойчив к большим ошибкам начальных условий, чем расширенный фильтр Калмана. Алгоритмы также протестированы на фактических данных, полученных со спутника Transition Region and Coronal Explorer (TRACE).