多旋翼无人机磁罗盘校准方法
px4磁罗盘校准算法 -回复
px4磁罗盘校准算法-回复如何进行PX4磁罗盘校准。
第一步：背景介绍和准备工作（约200字）PX4是一种开源的自动驾驶飞行控制系统，其中磁罗盘传感器起着重要的作用。
磁罗盘主要用于测量地球磁场，以帮助飞行器在导航过程中确定自身的朝向。
然而，飞行器周围的磁场干扰或是硬件问题可能导致磁罗盘数据不准确，因此进行磁罗盘校准非常重要。
本文将详细介绍如何进行PX4磁罗盘校准，确保飞行器在飞行过程中能够准确的判断自身朝向。
在进行PX4磁罗盘校准之前，我们首先要做一些准备工作。
首先，确保你已经安装并配置好PX4飞控系统，并且接入了磁罗盘传感器。
其次，找到一个较为开阔的空旷地方，以避免周围的金属物体对罗盘校准的干扰。
最后，使用PX4固件提供的Ground Control Station(GCS)软件，例如QGroundControl，用于对飞行器进行校准操作。
第二步：启动PX4 GCS软件并进入校准模式（约200字）在准备工作完成后，启动PX4 GCS软件，连接到飞行器的飞控系统。
然后，在软件界面的顶部选择校准模式。
进入校准模式后，系统会要求进行几个不同类型的校准，包括陀螺仪、加速度计、磁罗盘等。
第三步：校准陀螺仪和加速度计（约300字）首先进行的是陀螺仪的校准。
校准陀螺仪的目的是确定飞行器的角速度测量的准确性。
在校准过程中，系统要求将飞行器放置在静止的平面上，以便测量出地球的重力加速度方向。
校准过程中，要确保飞行器平稳静止，避免任何震动或倾斜。
接下来，进行加速度计的校准。
加速度计的校准目的是确定飞行器的加速度测量的准确性。
校准过程中，系统要求将飞行器移动到不同的位置和方向，以便测量出地球的重力加速度在不同方向上的分量。
校准过程中，要确保飞行器在每个位置和方向上静止一段时间，以便传感器稳定并测量准确。
第四步：校准磁罗盘（约500字）在完成陀螺仪和加速度计的校准后，现在可以进行磁罗盘的校准了。
磁罗盘的校准过程相对较为复杂，需要保证正确的步骤和准确的动作。
浅谈无人机航向的罗差修正方法
浅谈无人机航向的罗差修正方法摘要：作为无人机航向误差校正的重要方式，罗差修正法的应用至关重要。
其不仅有助于罗差系数的合理计算，更对无人机外业精度把控具有重大影响。
本文在阐述航向系统及罗差内涵的基础上，对罗差形成的原因进行分析，并指出无人机航向罗差修正法的具体应用。
以期有利于罗差修正法应用水平的提升，进而实现无人机作业精度的有效控制。
关键词：无人机；航向测量；罗差修正；地磁随着科学技术的不断发展，无人机的应用技术不断成熟。
当前环境下，在无线电遥控设备和自备的程序控制装置的操纵下，无人机可以实现跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输等功能的充分实现，其对于人们社会生产方式的转变和生活质量提升具有重大影响。
然而受地磁作用的影响，无人机应用过程中极易产生罗差现象，对其外业应用的精度造成影响。
新时期进行无人机罗差修正方法的研究已成为高效应用的基础，本文由此展开分析。
一、航向系统与罗差的基本内涵航向系统与罗差是相互依存的一组工程概念，其具体包含以下方面的具体内涵。
1.航向系统航向系统是以陀螺磁罗盘为基础发展起来方位控制系统。
现代航向系统包含了磁传感器、模拟电路、A/D转换和单片机等内容。
在应用过程中，若以地磁场H为基础，则磁传感器会对飞机纵轴、横轴和竖轴上的分量进行测量，并分别用Hx、Hy、Hz进行表示；然后在模拟电路和A/D转换的作用下，使得转换后的数据单元进入单片机；同时在飞机俯仰角θ、倾斜角γ、地磁场水平分量H0和磁倾角的控制下；人们即可通过公式的应用，实现航向ψ的有效计算[1]（如图1）。
图1 数字式磁航向测量系统2.罗差飞机运行过程中，罗盘是其方位校正的重要仪器。
在罗盘应用过程中，罗经线和磁经线是方位控制的两个重要因素；受地球磁场作用，飞机运行过程中，其罗经线和磁经线往往处于不重合状态，及即两者之间存在一定的角度差；此时人们将罗经线偏离磁经线的角度称为罗差。
一般情况下，罗经线位于磁经线以东，则其角度偏差称为正罗差；反之则为负罗差。
磁罗盘的校准方法及其重要性
磁罗盘的校准方法及其重要性磁罗盘是一种常见的导航工具，它通过指示地球磁场方向来帮助人们确定方向。
然而，由于各种原因，磁罗盘可能会发生偏差，影响导航的准确性。
校准磁罗盘是一项关键的任务，以确保其指示的方向与实际方向一致。
本文将介绍磁罗盘的校准方法及其重要性。
首先，让我们了解磁罗盘的工作原理。
磁罗盘内部包含一个磁针，它可以自由地旋转，并指向地球上的磁北极。
地球的磁场是不均匀的，因此磁针可能会受到其他磁场的干扰，导致偏差。
为了确保磁罗盘的准确性，校准是必要的。
有几种常见的磁罗盘校准方法。
首先是静态校准法。
这种方法要求在一个没有磁场干扰的地方进行，例如远离金属结构或电子设备的开阔区域。
校准过程中，将磁罗盘置于水平状态，通过旋转磁罗盘，使磁针与标尺上的刻度对齐。
这样可以消除罗盘的初始误差，并确保其准确度。
另一种常见的校准方法是比较校准法。
这种方法需要使用一个已知方向的指南针来校准磁罗盘。
将指南针与磁罗盘放在一起，然后旋转磁罗盘，使指南针上的指示方向与磁针对齐。
通过这种方法，可以通过已知的准确方向来校准磁罗盘，提高其导航准确性。
除了这些常见的校准方法外，还有一些高级的校准方法可以使用。
例如，动态校准法可以在运动中进行，通过观察指南针在移动状态下的指示来校准磁罗盘。
此外，某些现代导航设备还可以使用GPS或其他定位技术来校准磁罗盘，以提高准确性。
磁罗盘的校准非常重要，因为一个准确的指南针对于导航至关重要。
无论是在户外探险还是海上航行，正确的方向都是安全和成功的关键。
如果磁罗盘没有校准，它可能会给用户带来错误的方向指示，导致迷失方向或错过目标。
此外，磁罗盘的校准还对于地图阅读至关重要。
当使用地图进行导航时，需要结合磁罗盘的指示来确定自身位置和目标方向。
如果磁罗盘没有经过准确校准，地图阅读会变得困难甚至错误。
这有可能导致错误的行进方向或迷失在陌生的地方。
在户外运动、探险和旅行中，磁罗盘通常是不可或缺的工具。
无论是远足、露营还是登山，磁罗盘都能帮助人们找到正确的方向，避免迷路或遭遇危险。
小型多旋翼无人机三轴电子罗盘设计与误差分析校准
小型多旋翼无人机三轴电子罗盘设计与误差分析校准1. 引言- 研究背景与意义- 本文的研究目的和内容2. 多旋翼无人机三轴电子罗盘设计- 电子罗盘原理- 三轴电子罗盘设计- 硬件选型和电路设计3. 误差分析与校准- 罗盘误差类型及原因分析- 罗盘校准方法介绍- 校准实验设计和实验结果分析4. 算法实现与测试- 姿态解算算法- 航向角解算算法- 算法测试方法和结果分析5. 结论与展望- 本文研究的主要成果和贡献- 在未来的发展和应用前景- 对改进和优化的建议和展望第1章：引言随着全球定位系统（GPS）的不断发展和普及，无人飞行器（UAV）技术也得到了快速发展。
多旋翼无人机作为一种轻型、灵活、易操控的无人机，逐渐成为了广大航模爱好者、科研工作者和商业应用者的心头好。
作为一种航空器，多旋翼无人机需要对其航向进行准确测量和控制，以便实现精准操控和自主导航等功能。
而电子罗盘作为一种精度较高的传感器，被广泛应用于航空领域中。
本文基于多旋翼无人机平台，研究了三轴电子罗盘的设计和误差校准方法，并对其航向角解算算法进行了实现和测试。
本研究的目的是提高多旋翼无人机的航向角测量精度，以满足其高精度定位和导航等应用需求。
本文的研究内容主要包括三个方面：（1）电子罗盘的设计和选型，包括硬件选型和电路设计等；（2）误差分析和校准方法的实验；（3）航向角解算算法的实现和测试。
通过这些方面的研究，本文将为多旋翼无人机的导航和控制等方面提供有益的参考和指导。
本文的结构按照如下方式组织。
第2章将详细介绍电子罗盘的原理和设计，包括其硬件选型和电路设计等方面的内容。
第3章将分析电子罗盘的误差类型及其原因，并介绍罗盘校准的方法。
第4章将讨论航向角解算算法的实现和测试方法。
第5章将回顾本文的主要研究成果和贡献，并对未来的发展和应用前景进行展望。
第2章：多旋翼无人机三轴电子罗盘设计2.1 电子罗盘原理电子罗盘是一种基于地球磁场原理的传感器，主要用于航空、船舶等领域中航向角的测量。
【CN109798884A】一种多旋翼无人机磁力计动态实时校准方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910129958.3(22)申请日 2019.02.21(71)申请人 广东工业大学地址 510006 广东省广州市番禺区大学城外环西路100号(72)发明人 苏成悦 王木华 朱文杰 (74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限公司 44102代理人 林丽明(51)Int.Cl.G01C 17/38(2006.01)(54)发明名称一种多旋翼无人机磁力计动态实时校准方法(57)摘要本发明公开了一种多旋翼无人机磁力计动态实时校准方法，包括以下步骤：S1：建立X -Y -Z坐标系，多旋翼无人机在稳定飞行过程中绕X、Y、Z轴小角度偏转；S2：利用多旋翼无人机稳定飞行过程中的小角度偏转，使磁力计实时生成磁场数据点，所有的磁场数据点能拟合成一个椭球表面；S3：将一段时间内连续生成的磁场数据点分别映射于X -Y -Z坐标系中的XOY平面、XOZ平面和YOZ平面；S4：在XOY平面内进行动态实时校准；S5：在XOZ平面和YOZ平面内进行动态实时校准。
本发明计算简捷，易于实现，能广泛应用于多旋翼无人机磁力计的动态实时校准。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109798884 A 2019.05.24C N 109798884A1.一种多旋翼无人机磁力计动态实时校准方法，由多旋翼无人机中的飞控处理器完成校准过程，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立X -Y -Z坐标系，多旋翼无人机在稳定飞行过程中绕X、Y、Z轴小角度偏转；S2：利用多旋翼无人机稳定飞行过程中的小角度偏转，使磁力计实时生成磁场数据点，所有的磁场数据点能拟合成一个椭球表面；S3：将一段时间内连续生成的磁场数据点分别映射于X -Y -Z坐标系中的XOY平面、XOZ平面和YOZ平面；S4：在XOY平面内进行动态实时校准；S5：在XOZ平面和YOZ平面内进行动态实时校准。
磁罗盘校准方法
磁罗盘校准方法
磁罗盘校准的方法可以分为以下几种：
1. 静态校准方法：将磁罗盘置于一个已知方向的磁场中，并将磁罗盘的指针对齐到该方向，达到校准的目的。
可以使用一个磁铁或者一个已知磁场强度的磁铁来进行校准。
2. 动态校准方法：将磁罗盘旋转360度，这样可以根据磁场的变化来校准磁罗盘的指针指向。
这种方法可以消除磁罗盘中的误差和漂移。
3. 复位校准方法：将磁罗盘复位到初始状态，通过按下复位按钮或者根据设备说明书中的方法来进行校准。
这种方法适用于一些数字或者电子磁罗盘。
4. 软件校准方法：通过使用特定的磁罗盘校准软件来进行校准。
这些软件一般提供了一系列的步骤和指导来帮助用户完成校准过程。
需要注意的是，校准磁罗盘时需要将磁罗盘远离磁场干扰源，例如电子设备、电缆等，以确保测量的准确性。
此外，校准的频率也取决于具体使用的磁罗盘和需要的精度。
一般来说，校准的频率可以根据设备的要求或者实际情况来决定。
多旋翼无人机磁罗盘校准方法
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Ｃｈｅｎｇ Ｗｅｉｗｅｉ１，ＳｏｎｇＹａｎｈｕａ１，Ｗａｎｇ Ｗｅｉ２
（１．ＪｉａｎｇｓｕＳｕｑｉａｎＥｃｏｎｏｍｉｃａｎｄＴｒａｄｅＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｓｕｑｉａｎ ２２３６００，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ，Ｎａｎｊｉｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００４４，Ｃｈｉｎａ）
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罗盘校准要点及方法
罗盘校准要点及方法罗盘校准是指将罗盘的指向与地理北极相一致的过程，它是航海、航空、测量等领域中必不可少的操作。
正确的罗盘校准可以确保导航的准确性和安全性。
本文将介绍罗盘校准的要点及方法，帮助读者更好地理解和应用罗盘校准。
首先，罗盘校准的要点包括罗盘的放置位置、校准过程中的环境因素、校准的适用对象等。
在进行罗盘校准时，应避免周围有磁性物品或强磁场的干扰，以免影响校准的准确性。
罗盘应放置在平稳的表面上，确保其水平仪的气泡在圆心位置，以保证校准的准确性。
此外，不同类型的罗盘在校准时可能有所不同，需要根据具体的罗盘类型和使用方法来确定校准的对象和流程。
接下来，我们将介绍一种常见的罗盘校准方法：磁北校准法。
这种方法适用于使用磁敏罗盘的场景。
首先，需要选择一个没有磁性干扰物的环境。
然后，将罗盘放置在平稳的表面上，并确保水平仪气泡在中心位置。
接着，将罗盘调整为正常使用状态，比如将罗盘底座调整为水平位置，打开罗盘底部的校准螺丝。
接下来，以图形的方式表示罗盘的四个方向，比如用“北”的字样表示罗盘的北方向，然后按照图形旋转罗盘至将指南针对准到图中的“北”方向。
当罗盘指向准确时，拧紧校准螺丝，固定罗盘。
除了磁北校准法，还有其他校准方法和工具。
比如，有些罗盘可以使用全球定位系统（GPS）进行校准。
这种方法通过接收卫星信号确定罗盘所在的位置，然后根据位置信息进行校准。
此外，还有一些专用的校准工具，比如专门用于校准航空罗盘的校准架。
这些工具可以提供更加精确和方便的校准方式，能够满足特定行业和场景的需求。
另外，关于罗盘校准还有一些值得注意的事项。
首先，罗盘校准不是一次性的过程，由于环境的变化和罗盘本身的精度问题，定期进行校准是非常必要的。
一般建议按照使用手册的要求，每隔一段时间或者在特定情况下进行校准。
其次，如果罗盘在使用过程中出现指向错误或者与其他导航设备不一致的情况，应及时进行校准。
最后，校准罗盘时应注意安全，避免将罗盘直接接触到大电流和强磁场，以免对罗盘产生损坏。
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多旋翼无人机磁罗盘校准方法程玮玮;宋延华;王伟【摘要】为提高多旋翼无人机航向角解算精度,研究磁罗盘校准和罗差补偿方法;通过详细分析罗差产生原因,并结合多旋翼应用,将磁罗盘干扰划分为机体坐标系静态干扰、机体坐标系动态干扰、导航坐标系静态干扰、导航坐标系动态干扰四大类;针对机体坐标系动态干扰,结合多旋翼应用背景,研究干扰的离线测量与在线补偿方法;针对机体坐标系静态干扰,提出一种飞行过程中实时校准方法;针对导航坐标系静态干扰,创新性采用GNSS模块的速度方向信息修正罗差;导航坐标系动态干扰为原理性误差,这里暂不讨论;结果表明:研究内容可有效补偿机体坐标系动态与静态干扰,以及导航坐标系静态干扰对磁罗盘和航向角解算精度的影响,有助于改善无人机的飞行性能.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2019(027)005【总页数】5页(P236-239,244)【关键词】磁罗盘;静态干扰;动态干扰;罗差补偿【作者】程玮玮;宋延华;王伟【作者单位】江苏省宿迁经贸高等职业技术学校,江苏宿迁223600;江苏省宿迁经贸高等职业技术学校,江苏宿迁223600;南京信息工程大学信息与控制学院,南京210044【正文语种】中文【中图分类】TP2420 引言多旋翼无人机凭借其垂直起降、定点悬停、成本低廉、使用方便、无人员伤亡等优点，在民用与军事领域得到了广泛的应用。
随着应用的推广，用户对无人机的飞行性能和安全性能要求也日益提升。
多旋翼无人机的自主飞行时，导航坐标系与机体坐标系之间的转换以航向角为基础。
航向角偏差会导致飞行时航线变斜、原地画圈等问题，甚至出现炸机的危险，严重影响无人机的飞行性能。
因此，如何提高航向角的准确性便显得尤为重要[1-2]。
目前，消费级和低端行业应用级飞控系统普遍采用磁罗盘作为航向测量设备。
传感器自身的准确性以及周边环境的磁干扰会对航向角推算产生非常大的影响。
针对如何校准磁罗盘，获取准确的航向信息，国内外机构都进行了大量的研究[3-6]。
传统的多旋翼无人机磁罗盘校准方法大都采用三维旋转，并对采集到的磁场数据椭圆拟合校准实现[7]。
然而，在具体应用时，用户往往会忽略这个步骤，只有在发现角度误差较大的情况下才会进行校准地磁。
而在飞行过程中发现角度偏差较大，存在非常大的安全隐患。
随着无人机行业应用发展，无人机轴距越来越大，转圈椭圆拟合校准的方法已经越来越困难。
此外，该校准方法仅对磁罗盘零偏和机体上的固定干扰有效，而忽略了机体产生的动态干扰以及周边环境的磁场干扰对磁罗盘产生的影响，具有一定的局限性。
本文结合多旋翼无人机的具体应用，从分析磁罗盘干扰的来源着手，进行机体坐标系的动态与静态校准。
并结合多旋翼的应用背景，采用GNSS模块输出的速度方向信息对航向角进行补偿，得到准确的航向角，保障无人机的飞行性能。
1 磁罗盘工作原理与测量误差分析1.1 磁罗盘工作原理磁罗盘是一种可测量环境磁场强度的传感器件，在多旋翼无人机领域应用非常广泛。
因为地球表面存在地磁场，且同一地理位置的地磁场的大小和方向基本保持恒定的。
地磁场方向与地理北极的夹角称之为磁偏角。
通过测量地磁场向量在磁罗盘内部三个相互垂直的坐标轴的磁场分量即可确定航向角。
磁罗盘一般与多旋翼机体固连，为方便讨论，建立机体坐标系与导航坐标系如下[8]：1)导航坐标系:导航坐标系可选取当地便于导航计算的点为原点On，Zn沿重力方向竖直向下，Xn指向正北方向，Yn指向正东方向。
2)机体坐标系:机体坐标系以机体的质心为原点Ob，Zb垂直于机体平面垂直向下，Xb指向飞行器前方，Yb指向飞行器右方。
机体坐标系与导航坐标系间的夹角即为机体的姿态角。
机体坐标系Xb轴与导航坐标系OnYnZn平面的夹角定义为俯仰角θ；机体坐标系Zb轴与通过机体坐标系Xb轴的铅垂面间的夹角定义为滚转角φ；机体坐标系Xb轴在导航坐标系OnXnYn平面的投影与正北方向的夹角定义航向角ψ，坐标系与姿态角示意图如图1所示。
图1 坐标系与姿态角定义导航坐标系下地磁场向量bNE与机体坐标系下地磁场向量bBE可表示为:(1)(2)式中，bnex、bney、bnez分别为地磁场在导航坐标系下三轴的磁场强度分量。
Bbex、bbey、bbez分别为地磁场在机体坐标系下三轴的磁场强度分量。
假设载体三维空间运动时，其滚转、俯仰、航向角分别为φ、θ、ψ，则有关系式:(3)式中，为机体坐标系到导航坐标系的旋转矩阵，令c=cos，s=sin，则旋转矩阵可表示为:(4)不考虑磁偏角前提下，地磁场方向与地理正北方向重合，其Y轴分量bney恒等于零，结合式(3)、式(4)则可求得航向角:(5)1.2 磁罗盘误差分析磁罗盘测量误差来源因素很多, 包括硬磁干扰、软磁干扰、传感器仪表误差等[9]。
根据干扰磁场源的相对位置以及干扰磁场强度是否恒定，可将干扰划分为机体坐标系下的静态磁干扰、机体坐标系下的动态磁干扰、导航坐标系下的静态磁干扰、导航坐标系下的动态磁干扰四类。
则机体坐标系下磁罗盘示数bB可表示为:bB =bBE +bBs +bBd +RBNTbNs +RBNTbNd(6)式中，RBNT为旋转矩阵的转置，bBs为机体坐标系下的静态干扰磁场，主要为机体上电机等磁感器件产生的相对机体恒定的磁场，以及磁罗盘自身的零偏等。
bBd 为机体坐标系下的动态干扰磁场，主要为多旋翼无人机飞行时，变化的电流产生的时变磁场。
bNs为外部环境中的静态干扰，如飞行环境中存在额外的恒定磁场。
bNd为导航坐标系下动态干扰。
当飞行环境出现动态干扰时，已不适宜采用磁罗盘测量航向，属于原理性问题。
因此，论文仅对前三种误差补偿进行详细分析，式(6)即可简化为:bB =bBE +bBs +bBd +RBNTbNs(7)2 机体坐标系动态干扰校准多旋翼无人机机体坐标系动态干扰校准的核心思想为：飞控系统安装完毕后，磁罗盘位置相对固定。
磁罗盘的动态干扰主要为飞行中电机与动力线产生的干扰磁场，其磁场强度应与电机转速有直接对应关系。
因此，可通过事先逐个测试电机在不同转速指令下产生的干扰磁场，拟合出对应关系式。
后续飞行过程中，根据每个电机的控制指令求得其产生的干扰磁场，叠加后即为合成的动态干扰磁场。
将磁罗盘原始数据减去合成的动态干扰磁场，即可得到准确的磁场数据。
以六轴植保机为例，首先逐个缓慢变化各电机PWM指令，其它电机保持静止。
采集该电机转动时对三轴磁场数据的影响。
测试过程中，电机的转速指令需缓慢变化，如图2所示。
电机转动引起的X、Y、Z轴的磁场强度变化曲线如图3所示。
图2 电机转速指令图3 磁场强度变化曲线图3可以发现，电机转动时，三轴磁场强度有较为明显变化。
为获取其对应关系，采用三阶多项式拟合电机指令到三轴磁场强度变化量的关系式。
以1号电机为例，X、Y、Z轴的三阶多项式可表示为:(8)式中,bBd1为1号电机产生的动态干扰，Δmx1、Δmy1、Δmz1电机转动引起的三轴磁场的变化量，a、b、c为三阶多项式系数，u为电机指令。
拟合曲线如图4所示。
图4 一号电机拟合曲线图同样方法，可以得到2～6号电机指令与产生的干扰磁场bBd2-bBd6关系式，则全部电机的动态干扰磁场bBd可表示为:bBd=bBd1+bBd2+bBd3+bBd4+bBd5+bBd6(9)动态干扰校准后，系统再次按照图1的转速指令工作时，三轴磁场强度如图5所示。
对比与图2，其磁场强度变化幅度明显减小，并趋于一条稳定直线。
因此，该校准方法对电机产生的动态干扰有了明显的改善。
实际应用时，根据飞行过程中的实时电机指令，在线求得其产生的动态干扰并校准，以获得更为准确的磁场强度信息。
图5 动态干扰校准后磁场强度变化曲线3 机体坐标系静态干扰校准机体坐标系静态干扰主要包括机体磁感材料产生的恒定磁干扰以及传感器零偏。
这类干扰的主要特点是，其干扰磁场向量在机体坐标系下恒定不变。
为方便校准，研究一种新型的静态干扰磁场校准方法。
该方法利用的测量的磁场向量的变化趋势，实现飞行过程中的实时校准。
假设机体坐标系动态干扰校准完成，式(7)可表示为:bB =bBE +bBs +RBNTbNs(10)已知旋转矩阵的转置等于矩阵的逆:RBNT=RBN- 1(11)结合式(3)、式(10)可得:(12)因为bNE与bNs在导航坐标系下恒定不变，令:bNE′=bNE+bNs(13)矢量大小的平方可由其自身的点积求得，用矩阵表示法表示即为向量的转置乘以本身，则有:|bB -bBs |2= (RBNTbE′)T(RBNTbE′) = |bE′|2(14)将上式展开，得到:(15)选取任意两个时刻点状态，分别为:(16)(17)将式(16)与式(17)相减得:(18)由式(18)无法直接求得准确的静态磁场干扰，但给出干扰的方向信息。
即bB2与bB1模值的相对大小决定了向量(bB2-bB1)与bBs之间的夹角为钝角还是锐角，因此可以根据bBs的方向逐步累积补偿其偏差。
(19)为估计的静态干扰，ks为增益参数。
通过调整k可实现数值稳定性和收敛速度的平衡的每一次更新都会进一步向真实的静态干扰收敛。
当稳定后，bB2与bB1的模值相等，即为最终推算的机体坐标系静态干扰。
实验时，事先人为给定静态偏差:(20)飞行校准过程中，不断改变机头方向，算法推测的静态干扰的变化曲线如图6所示。
图中可发现推测量经过约7 s可收敛到真实偏差附近，验证了该静态校准方法的有效性。
图6 推测的静态干扰变化曲线4 导航坐标系静态干扰的罗差补偿经机体坐标系静态补偿校准后，式(10)可更新为:(21)根据式(5)求得的航向角与真实角度之间的误差即为(bNE+bNs)合成向量在水平面投影与地理正北的夹角。
因bNE与bNs恒定不变，航向角误差亦恒定不变，假设ρ为推算的航向角ψm和真实的航向角ψ0之间的误差，则有:ψm=ψ0+ρ(22)因为ρ恒定，可通过高精度仪器校准补偿[10]。
但是该方法依赖于高精度仪器，不适应于户外作业。
因此，本文研究一种飞行过程中的罗差补偿方法。
多旋翼无人机速度飞行模式一般基于导航坐标系。
以前飞为例，其速度控制器运行过程可描述为：遥控器操作产生前向速度目标值；测量GNSS模块速度反馈值；控制器运算生成姿态角控制量并将姿态角控制量分解到机体坐标系。
下面对该过程进行详细推导。
遥控器前向操作时，对应的前向速度目标值为rvx，则北向和东向的速度目标值rvn、rve可表示为:(23)初始悬停状态下，反馈速度为零，PID控制器积分量为零，生成的控制量uvn、uve可近似表示为:(24)式中，kp为比例系数，将uvn、uve转换到机体坐标系:(25)由式(23)、式(24)、式(25)可得:(26)因此，无人机初期运动方向即为机头朝向。