三轴磁罗盘的设计与误差校正

介绍了三轴磁罗盘的工作原理,设计了一种利用磁阻传感器和加速度计测定航向角、俯仰角、侧滚角的测量系统.分析了影响磁罗盘测量精度的误差来源,并在此基础上提出了相应的校正方法.实验结果表明,利用这些算法,可使磁罗盘的航向角误差由±9°降到±0.6°,有效地降低了由于制造和安装等引起的误差.这种校正算法不仪适用于磁罗盘,也适用于其它三轴传感器系统.     

三轴电子罗盘的磁航向角误差补偿研究

针对某水下运载器中罗盘的工作状态,提出了适合于水下工作的电子罗盘的误差补偿方法。通过分析误差产生的原因,结合实际情况,提出将补偿区间分段的方法,在各个区间分别进行最小二乘误差补偿。实验结果表明:采用分段补偿的方法可以有效补偿小区间误差,能够将最大误差降低到0.3°之内,提高其磁航角的精度,满足高精度导航系统要求。     

磁阻式电子罗盘的设计

通过对磁阻式电子罗盘工作原理的介绍,设计了一套利用磁阻传感器和加速度计测定航向角、俯仰角、侧滚角的电子罗盘测量系统;分析了影响磁阻式电子罗盘测量精度的误差来源,并在此基础上提出了基于牛顿迭代算法的校正方法;最后,经实验结果表明,利用这些校正算法,可使电子罗盘的航向角误差由±9o降到±0.6o,有效地减低由于制造和安装等所引起的误差;同时,这种校正算法不仅适用于电子罗盘,也适用于其它3轴传感器系统。     

一种基于磁阻传感器的数字罗盘的设计

基于地磁测量原理设计的数字式磁罗盘,具有体积小、启动快、功耗低等优点,现代测控技术对测向传感器提出了更高的要求;为提高数字罗盘的精度,设计了一种基于磁阻传感器的数字磁罗盘;在分析相关产品的基础上,着重对电源、器件选型、信号调理电路、软件设计等方面进行了分析研究,设计了数字罗盘并研制了试验样机;为验证设计效果,在双轴陀螺测试转台上进行了测试,试验结果初步验证了该设计方案的可行性;论文的研究工作可为研究和提高数字式磁罗盘的测量精度提供参考.     

电子罗盘在精确定位平台中的应用

电子罗盘正广泛应用于各类导航和精确定位系统,本文介绍了HMR3000电子罗盘技术特点和应用特性,详细分析了某型号军用三维电动精确定位平台的航向、俯仰和翻滚等参数的读取和控制过程.该平台系统采用8031系列单片机作为控制器实现与电子罗盘的数据通讯和平台的定位控制,其航向精度为±0.8°,俯仰、翻滚精度为±0.5°.     

三维磁阻式电子罗盘的设计与实现

所设计的三维磁阻式电子罗盘的硬件方面是由三维磁阻传感器HMC5883l(深圳市凡高科技有限公司)、三维加速度传感器ADXL345B(深圳市创联发科技有限公司)以及微处理器MCU LPC1114FBD48(NXP公司)所组成,来测定系统的航向角、俯仰角和翻滚角。软件方面,通过对误差来源的分析,提出了椭圆拟合误差校正方法,来消除影响罗盘测量精度的误差,实现了高精度、运行稳定的三维电子罗盘。     

基于三轴加速度传感器和电子罗盘的人体摔倒监测系统

设计了一种具有远程监控功能的人体摔倒监测系统,为实现系统的小体积和低功耗,系统硬件主要由MSP430F149单片机、三轴加速度传感器、电子罗盘和无线通信模块组成,由MMA8453Q采集人体运动过程中的三轴加速度数据、CPS320T模块采集人体运动状态参数、无线模块nRF24L01实现系统与工作站间的数据通信.分析了系统的主要硬件模块的接口电路设计方法,并给出了基于硬件的摔倒监测算法.实验结果表明,本系统摔倒监测准确率达98.8％,功耗低,具有很强的实用性.     

电子罗盘的航向数据的修正

电子磁罗盘作为天线座架栽体姿态的测量装置，提供载体的航向、横摇、纵摇等姿态信息。依据罗盘提供的横摇、纵摇以及当前的栽体角计算出当前的航向角，用它与罗盘提供的航向角的差值修正罗盘提供的航向角．可获得较高精度的航向角，并提高系统的快速性。     

车载电子罗盘中的一种新型抗干扰设计

介绍了双轴加速度传感器ADXL202在车载电子罗盘应用中的干扰抑制和软件滤波方法。基于VRS51L3074单片机的软件滤波方案,只需1个字节型变量就能动态存储1个通道的周期采样值,并根据此变量二进制位的数值变化,判断出有效信号上升沿、下降沿和干扰尖峰脉冲,达到有效计数和滤除干扰的目的。这一设计思想在电子罗盘测试中取得了较好的实验结果。     

基于磁通门的三轴电子罗盘自动误差补偿方法

该方法以自制的小型三轴磁通门航向系统为基础,加入MEMS三轴加速度计,形成了三轴电子罗盘的硬件结构。针对电子罗盘的罗差容易受到环境影响的特点,研究了自动误差补偿方法。首先对加速度计进行校准,其次采用基于椭球拟合的算法进行磁通门罗差的自动补偿,在剩余误差分析的基础上,利用加速度计的输出用递推最小二乘的方法对剩余误差进行了自动补偿。室温下实验结果表明该方法不仅方便有效,而且电子罗盘的误差从15°降低至2°内,在大倾角(60°)情况下也能保持较好精度。     

基于地磁模型的磁罗盘输出校正算法

介绍了一种利用地球磁场模型校正磁罗盘输出误差的方法。首先介绍了受到广泛认可的地球磁场模型,指出了利用该模型校正磁罗盘输出误差的可能途径。接着在分析磁罗盘的工作原理及其误差校正方法的基础上,给出了利用世界地磁模型所提供的参数进一步降低磁罗盘输出误差的方法。最后通过实验验证了采用地磁模型参数校正磁罗盘输出误差的实际效果。实验表明,采用地磁模型校正后,能使磁罗盘输出的方位相对于实际值的误差的方差从0.1343°降低到0.0612°。     

数字磁罗经系统的设计

介绍以磁阻罗盘HMR3000和微处理器为基础的数字磁罗经系统的硬件组成、软件设计原理及其在船只导航中的应用.该系统可以自动消除自差,以便于避免船只导航中繁琐的自差修正,同时增强航向的准确度,减少海事事故的发生,系统可以实现导航数据的精确、实时测量,对航行方向可以设置预警功能,及高清晰显示航向数据.     

基于遗传算法的数字罗盘误差补偿方法研究

提高地磁导航精度的关键在于地磁罗盘的误差补偿,本文通过分析数字罗盘误差产生的原因,提出一种基于遗传算法的误差补偿方法,通过遗传算法的交叉、变异、选择等过程,对罗盘误差补偿参数进行优化,算法克服了传统方法的局部最优问题,达到一种全局最优化。实验结果表明:该算法可以有效修正环境磁场误差,将平均误差由补偿前的10.81°降低到0.53°,补偿后的罗盘可以为地磁导航提供更为精确的航向信息。     

基于MEMS器件的电子罗盘系统设计

研究了一种基于MEMS加速度传感器、三轴磁阻传感器和MSP430F169单片机的数字电子罗盘测量系统。介绍了航向的测量原理、航向角表达式以及系统的整体框架,重点阐述了系统的硬件电路设计和误差补偿方法,使罗盘系统精度最大误差从41.5°提高到了1.5°左右。     

一种新型复示磁罗经控制方法研究

介绍了一种新型数字磁罗经复示仪的基本结构原理,设计了以数字信号处理器(TMS32F2407)为主要控制单元的控制系统;当船舶航向发生变化时,航向磁敏传感器产生标准的RS232数据信号,传送给数字信号处理器(TMS32F2407),利用CPLD电路驱动步进电机转动,带动仪表盘和旋转变压器转动,由旋转变压器和AU6802N1组成的轴角转换电路实时转换成12位二进制数字信号,进行计算处理,从而使实际航向和仪表盘航向保持一致。     

多旋翼无人机磁罗盘校准方法

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。     

正交磁通门罗盘设计

以高导磁环型磁芯为敏感元件,设计了正交磁通门罗盘,改进正交磁通门探头的传统工艺.基于二次谐波法原理,设计硬件电路实现水平航向角度值的测量.实验结果表明:测量最大误差为3°,满足导航性能要求.