补偿系数输出到存储器单元124以用于存储。质量测量模块126从处理单元122接收校准参数并输出校准状态。
[0019]磁补偿模块116从磁强计测量接收测量磁场，并从磁校准模式模块120接收补偿系数。磁补偿模块116基于测量磁场和补偿系数而计算并输出已补偿磁场。磁补偿模块116修正磁强计的测量以去除测量的磁扰，使得已补偿磁强计测量仅包括局部地球磁场的分量，并允许计算磁航向角。
[0020]在一个实施例中，校准卡尔曼滤波器是确定十二个系数以修正磁测量的最少12状态卡尔曼滤波器。可以将系数永久地存储以用于在所有未来飞行时在补偿中使用。系数可以包括用于硬铁偏置的3轴的三个和用于软铁偏置、比例因子以及不对准误差的3X3矩阵的九个。十二个状态可以是较大的GPS惯性卡尔曼滤波器的一部分，或者被划分为单独的十二状态滤波器以使得其更加广泛地适用。
[0021 ]校准卡尔曼滤波器对两个输入矢量进行操作，包括在机体框架中的来自磁强计的磁场测量以及来自地球磁场模型的真实地球磁场和被变换到机体框架中的地球磁场模型修正图。通过在整个飞行动作内比较这两个矢量，校准卡尔曼滤波器可以确定该系数。校准卡尔曼滤波器仅在校准模式期间操作以使计算时间最小化并确保飞行器的导航系统的完整。在正常操作期间采用该系数以补偿磁强计测量，使得其可以在磁航向角的计算中使用。
[0022]在替换实施例中，可以用诸如最小二乘方法之类的另一处理技术来替换卡尔曼滤波器以计算补偿系数。
[0023]飞行员可以执行指定的飞行动作以完成校准过程。飞行动作允许将地球磁场矢量绕着飞行器的机体轴旋转，其提供三维校准。
[0024]示例性条件列表包括:在局部地形以上大于约5000英尺的高度；以及大于约180毫高斯的水平磁场强度。示例性动作列表包括:约100—350节(knot)的空速；以处于0°航向角且没有垂直速度的飞行器水平开始初始校准动作；在飞行器在2分钟内完成右转的标准360°圆形动作的情况下开始中间校准动作;并且在飞行器在两分钟内完成左转的标准360°圆形动作的情况下开始最终校准动作。
[0025]图2图示出根据另一实施例的磁强计校准系统200。校准系统200—般地包括EMF模型模块208、EMF模型修正模块210、磁补偿模块216以及磁校准模式模块220。校准系统200与图1的校准系统100的不同之处在于姿态和航向角数据被直接地馈送到磁校准模式模块220，消除了对单独坐标系变换模块的需要。
[0026]EMF模型模块208接收用于飞行器的位置数据和日期信息。可以包括标准地球磁场模型的EMF模型模块208计算并输出地球磁场矢量数据，其可以在NED参考系中定向AMF模型修正模块210还接收用于飞行器的位置数据和日期信息，并且包括修正图，其包括地球磁场模型与实际地球磁场之间的观察偏差。EMF模型修正模块210计算并输出对地球磁场模型矢量数据的修正，其可以在NED参考系中定向。从EMF模型模块208输出的地球磁场模型矢量在加法器212中被与从EMF模型修正模块210输出的地球磁场模型修正矢量组合以计算已修正地球磁场矢量。
[0027]姿态和航向角数据、已修正地球磁场矢量数据以及磁强计测量被磁校准模式模块220中的处理单元222(诸如校准卡尔曼滤波器)接收。将姿态和航向角数据发送到卡尔曼滤波器提供添加用于姿态的“考虑状态”以及坐标系变换，允许卡尔曼滤波器在计算磁补偿项的同时将姿态误差考虑在内。处理单元222基于接收数据来计算补偿系数，并将该补偿系数输出到存储器单元224以用于存储。质量测量模块226从处理单元222接收校准参数并输出校准状态。
[0028]飞行员可以执行指定的飞行动作以完成校准过程。飞行动作允许将地球磁场矢量绕着飞行器的机体轴旋转，其提供三维校准。
[0029]在飞行器的操作期间，磁补偿模块216从磁强计测量接收测量磁场，并从磁校准模式模块220接收补偿系数。磁补偿模块216基于测量磁场和补偿系数来计算并输出已补偿磁场。
[0030]可以使用软件、固件、硬件或其任何适当组合来实现在本方法和系统中使用的计算机或处理器，如本领域的技术人员已知的。这些可以由专门设计的专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)来补充或者将这些结合在其中。计算机或处理器还可以包括具有用于执行在本方法和系统中使用的各种过程任务、计算以及控制功能的软件程序、固件或其它计算机可读指令的功能。
[0031]可以通过由至少一个处理器执行的诸如程序模块或部件之类的计算机可执行指令来实现本方法。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、数据部件、数据结构、算法等。
[0032]可以用软件、固件或其它计算机或处理器可读指令来实现用于执行在本文所述方法的操作中使用的其它数据的各种过程任务、计算以及生成的指令。这些指令通常被存储在任何适当的计算机程序产品上，其包括被用于存储计算机可读指令或数据结构的计算机可读介质。此类计算机可读介质可以是可以被通用或专用计算机或处理器或任何可编程逻辑器件访问的任何可用介质。
[0033]适当的处理器-可读介质可包括诸如磁或光学介质之类的储存器或存储器介质。例如，储存器或存储器介质可包括常规硬盘、紧凑式磁盘、DVD、蓝光磁盘或其它光学存储磁盘;易失性或非易失性介质，诸如随机存取存储器(RAM);只读存储器(ROM)、电可擦可编程ROM(EEPROM)、闪速存储器等;或者可以用来以计算机可执行指令或数据结构的形式载送或存储期望程序代码的任何其它介质。
[0034]示例性实施例
示例I包括用于飞行器的磁性传感器校准的方法，该方法包括:获得用于飞行器的姿态数据、航向角数据、位置数据以及日期信息；将位置数据和日期信息输入到地球磁场模型中；将位置数据和日期信息输入到地球磁场模型修正图中；将姿态数据和航向角数据输入到指北局部水平(NOLL)至机体框架变换模块中；从地球磁场模型输出地球磁场模型矢量；从地球磁场模型修正图输出地球磁场模型修正矢量；用地球磁场模型修正矢量来补偿地球磁场模型矢量以产生已修正地球磁场模型矢量;将已修正地球磁场模型矢量输入到NOLL至机体框架变换模块中；将磁场测量数据输入到校准处理单元中；将真实地球磁场数据从NOLL至机体框架变换模块输入到校准处理单元中；基于磁场测量数据和真实地球磁场数据在校准处理单元中计算补偿系数;以及将补偿系数存储在存储器单元中。
[0035]示例2包括示例I的方法，还包括将校准参数从校准处理单元发送到质量测量模块;以及从质量测量模块输出校准状态。
[0036]示例3包括示例I一2中的任一项的方法，还包括:将存储的补偿系数输出到磁性传感器补偿模块;将磁场测量数据输入到磁性传感器补偿模块中；基于磁场测量数据和补偿系数来计算已补偿磁场测量；以及输出已补偿磁场测量。
[0037]示例4包括示例I一3中的任一项的方法，其中，所述地球磁场修正图提供给定位置处的地球磁场模型与实际地球磁场之间的现有观察差异。
[0038]示例5包括示例I一4中的任一项的方法，其中，所述磁场测量数据来自飞行器中的至少一个磁强计。
[0039]示例6包括示例I一5中的任一项的方法，其中，所述姿态数据和所述航向角数据是从飞行器中的姿态和航向参考系统获得的。
[0040]示例7包括示例I一5中的任一项的方法，其中，所述姿态数据、所述航向角数据以及