数字磁罗盘的研制

剖析了磁阻式罗盘的工作机理,并给出了磁航向角的计算方法。基于霍尼韦尔磁阻传感器,提出了一种低成本的组合式三维捷联数字磁罗盘,该数字磁罗盘具有高分辨力、高精度、低成本的优点。通过分析由磁场矢量叠加产生的罗差,提出了基于罗差傅立叶级数的罗差模型和补偿方法。最后,对该数字磁罗盘进行了实际测试,并对测试结果进行了分析,当采用八位置法标定时,误差能限制在-0.5～+0.5之间。测试结果显示:该数字磁罗盘能够达到较高的精度,满足实际应用的要求。     

TH—8航向陀螺典型故障排除

综合罗盘是飞机上即能独立测量航向,有具有良好稳定性和较高灵敏度的航向仪表。能够测量飞机的磁航向和转弯角度。在综合罗盘系统中起着稳定磁航向的核心部件就是航向陀螺(TH-8)。航向陀螺性能的好坏直接影响综合罗盘的工作性能。在使用中会出现各种故障,针对航向陀螺典型故障进行分析和解决。     

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.     

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.     

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。     

磁罗盘误差分析及补偿

磁罗盘已被广泛地应用在民用及军事领域,误差补偿是磁罗盘研究中的一个关键技术.在分析磁罗盘误差的基础上,主要针对对磁罗盘影响最大同时最难控制的磁罗差,提出了一种基于BP网络的补偿方法,并建立以测量航向角为输入、补偿后航向角为输出的三层BP网络模型.实验证明,用该方法可以较好地补偿磁罗差且补偿后航向误差均方差仅为0.392 55.     

车载导航系统中航向信息融合技术研究

为了提高运动载体航向测量的精度,针对角速率陀螺误差随时间积累和磁罗盘易受外界磁干扰的问题,设计了磁罗盘、角速率陀螺和GPS航向信息融合方案.文中分析了磁罗盘、角速率陀螺和GPS的误差特性,进行了误差建模,构建了综合滤波模型,然后根据GPS可能出现的信息失落、遮挡等问题,采用一种能够检测磁罗盘低频磁干扰,并对干扰误差进行剔除的前置检测环节(PDL).通过仿真实验可知,本文研究的信息融合算法不仅能够有效地抑制磁罗盘高频磁干扰以及角速率陀螺的积累误差,同时也可很好地抑制磁罗盘的低频干扰误差,可以给运动载体提供较高精度的航向信息,且在GPS信号质量不好的情况下,基于PDL的补偿滤波可作为一种辅助方案,保证载体在较长时间内保持较高精度的航向.     

基于RBF神经网络的全姿态磁航向误差建模与补偿

对磁罗盘系统误差和目前多数文献所提出的全姿态磁航向误差补偿方法的不足进行了分析.针对具有一定俯仰角或横滚角的磁罗盘系统磁航向误差建模和补偿问题,提出了基于径向基函数(RBF)神经网络的修正方法,并与BP神经网络方法进行了比较.在分析算法原理的基础上进行了实验仿真,结果表明:采用RBF神经网络在明显提高网络收敛速度的基础上,大大减小了全姿态磁航向误差,校正效果优于BP神经网络.     

一种新型三轴数字罗盘的设计

三轴数字罗盘能输出当前载体的航向角、俯仰角、横摇角,由于其体积小、精度高、使用方便而得到广泛使用,对三轴数字罗盘航向角的测量受周围铁磁物质的影响原理进行了研究,给出了一种可改善航向测量性能的三轴数字罗盘的研制新方案,并提出了具体的修正计算关系式,实验证明该三轴数字罗盘在工作时无须停机就能矫正环境磁场,从而大大提高了航向角动态测量精度.     

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。     

无航向基准条件下电子罗盘的误差补偿方法研究

针对HMR3300电子罗盘在实际使用时,航向角测量精度低问题,探讨有效的磁差补偿方法.在分析电子罗盘航向角测量误差产生机理的基础上,建立了无航向基准条件下电子罗盘的误差校正模型,推导了自差补偿系数的计算公式,实验结果表明该补偿方法是正确有效的,可将HMR3300的航向角测量误差控制在0.5°之内.     

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。     

无磁转台的电子罗盘误差分离标定方法

采用3个分立的磁感式磁传感器和三轴加速度传感器制作了全数字输出电子罗盘;基于自制三轴旋转无磁转台提出了一种电子罗盘标误差分离标定方法.通过无磁转台获取磁传感器敏感轴非正交或未对准的参数和磁传感器输出特性曲线,磁传感器的灵敏度系数因子和偏置量.分别评价偏置、灵敏度系数不一致以及非正交或未对准对电子罗盘方位角精度的影响.实验结果表明:经过校准后,电子罗盘水平面内误差不超过0.22°,而俯仰角和翻滚角在60°内时,方位角最大误差约为0.4°,说明了标定方法的有效性.     

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。     

磁方向测量的一种实用系统

磁方向测量是利用方向传感器测运动动物体相对地磁北的方向角，本文应用单片机对二维地磁感应元件组成的磁方向传感器感测的信号进行数据处理，得出运动物体的磁方向角，并且应用单片机对磁方向向测量系统的罗差，安装误差及传输误差进行补偿，得到了较好满意的结果。     

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°.