磁感式電子羅盤的研制及標定方法研究.pdf

1、電子羅盤依靠測量地球磁場矢量的方向得到方位角信息，以其同時具有尺寸小、功耗小、準確度高、便于集成等優(yōu)點被廣泛應用于航天、航空、航海、機器人、車輛自主導航、室內定位、運動檢測等領域。電子羅盤的研制與標定方法一直是研究熱點。磁感傳感器具有能耗低、溫漂小、測量范圍大等優(yōu)點，同時可能夠直接提供數字輸出，不需要復雜的信號調理電路，可直接通過微處理器采集其輸出信號，不僅降低了使用成本，也更容易集成到產品設計當中。因此，本文選用磁感傳感器作為地球磁場

2、檢測元件，并與加速度計組合構成電子磁羅盤的測量主體。電子羅盤由于傳感器誤差、安裝誤差以及外界磁場干擾等導致其計算輸出的方位角存在誤差。所以，電子羅盤必需在經過校準之后才能正常應用。本文的主要內容便是針對電子羅盤的校準方法展開的研究。
　　文章首先詳細闡述了電子羅盤的航向測量原理，推導了利用加速度計測量重力場計算傾角的公式，并給出了磁方位角的計算公式。然后，介紹了電子羅盤的硬件系統(tǒng)設計。給出了硬件的設計框圖，詳細介紹了磁感傳感器的信

3、號采集電路、加速度計應用電路。根據相關標定方法實現與驗證的需要，設計制造了一種帶有高分辨率光電編碼器的可繞獨立的三個軸轉動的無磁平臺。另外，按照電子磁羅盤的具體應用需求，提供了系統(tǒng)軟件運行的程序框圖，并完成了相關軟件的開發(fā)。
　　根據誤差生成機制的不同，將電子羅盤的測量輸出偏差總結歸納為兩部分:儀表誤差和羅差。針對現在常用的基于橢球假設的標定方法的不足，給出了一種優(yōu)化的基于矩陣分解的最小二乘橢球擬合方法，可有效提高補償參數求解的穩(wěn)