基于磁阻和加速度傳感器的三軸電子羅盤研制.pdf

1、電子羅盤是一種利用地磁場和重力加速度來測量姿態(tài)的裝置,具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、功耗小、成本低等優(yōu)點,在導航、野外定向、深井勘探、氣象監(jiān)測等各個領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文利用各向異性磁阻傳感器和加速度傳感器研制了帶傾斜補償功能的三軸電子羅盤,并進行了提高電子羅盤精度的相關(guān)研究。
　　論文首先介紹了電子羅盤的測量原理,并建立三軸電子羅盤的數(shù)學模型。通過對比各種弱磁測量方法,確定了以磁阻傳感器 HMC1021/1022和加速度傳感器AD

2、XL202E為信號敏感單元的三軸電子羅盤設(shè)計方案。在分析傳感器性能的基礎(chǔ)上,給出了提高電子羅盤精度的實施措施,從電源、信號調(diào)理、磁阻傳感器置位/復位、偏置電壓消除等方面對電子羅盤的硬件進行了優(yōu)化設(shè)計與改進。同時,對電子羅盤的軟件算法進行了研究,包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波、姿態(tài)解算和兼容 NMEA0183標準的通信協(xié)議等。
　　論文還對電子羅盤的誤差來源進行了分析,并采用十二位置翻滾法和橢圓假設(shè)算法分別對電子羅盤的誤差進行了補償。為保證

3、電子羅盤工作的可靠性和抗干擾能力,在軟、硬件和制作工藝方面采取了一系列抑制干擾的措施。
　　在成功研制了電子羅盤樣機后,制定了羅盤樣機的實驗測試方案,以驗證電子羅盤設(shè)計方案的可行性和誤差補償?shù)男ЧＷ詈髮⒘_盤樣機與美國 Honeywell公司的HMR3000電子羅盤進行了對比測試。實驗表明:±60°傾角范圍內(nèi),樣機的傾角測量精度為±0.3°;水平姿態(tài)下,樣機與 HMR3000的航向輸出差值不超過±0.7°。本文的研究結(jié)果對電子羅盤