Методы и проблемы калибровки космических магнитометров на анизотропном магниторезистивном эффекте

В космической отрасли широко применяются приборы, измеряющие магнитное поле Земли. Всё чаще в состав систем ориентации и стабилизации низкоорбитальных космических аппаратов (КА) входят магнитометры, изготовленные с применением магниторезистивной технологии. Это обоснованно малым весом, размером и энергопотреблением таких приборов, что делает их идеальными для применения на малогабаритных космических аппаратах. Однако основной проблемой магниторезистивных магнитометров является необходимость оценки возможных ошибок измерений. Влияние ошибок значительно снижает точностные характеристики прибора. С целью решения представленной проблемы исследователи предлагают различные методы оценки и исключения влияния ошибок на измерения [1-7]. Среди способов устранения ошибок в показаниях прибора применяются конструктивные решения, такие как вынесение прибора на расстояние от КА при помощи выдвижной штанги, с целью уменьшения влияние помех на прибор от аппарата [2]. Такое решение целесообразно для крупногабаритных КА, где наличие устройства выдвижения магнитометра не усложнит конструкцию и не увеличит энергопотребление. Для малых КА подобное решение не целесообразно. По этой причине при обсуждении магнитометров малогабаритных КА большое внимание уделяется методам калибровки, математической оценке и устранению ошибок как в наземных, так и в лётных условиях. Целью работы является формирование общего представления о причинах искажений в показаниях анизотропных магниторезистивных магнитометров, способах их математической оценки. Проведён обзор методов и оборудования для проведения наземной калибровки. В работе рассмотрены методики наземной калибровки анизотропных магниторезистивных магнитометров, применяемых на низкоорбитальных космических аппаратах в составе системы ориентации и стабилизации. Дана характеристика калибруемым параметрам магнитометров и предложена математическая модель измерений прибора с учётом ошибок. Описаны основные операции и оборудование, применяемые в процессе калибровки. Результаты работы могут быть полезны при проектировании рабочих мест калибровки магнитометров, а также при проведении эмпирических исследований в области магнитометрических датчиков.