一款具有傾斜補(bǔ)償功能的三軸磁阻電子羅盤設(shè)計(jì)

　　△φ=A+Bsinφ+Ccosφ+Dsin(2φ)+Ecos(2φ)+Fsin(3φ)+Gsin(3φ) (12)

　　實(shí)驗(yàn)表明，增加3倍角羅差項(xiàng)可提高精度，但效果有限，且會(huì)增加單片機(jī)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，故最終選擇5項(xiàng)羅差校正公式進(jìn)行羅差校正。

　　樣機(jī)在0～360°范圍內(nèi)，每隔15°對共24個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行測試，得到24組采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行羅差修正。對基于橢圓假設(shè)原點(diǎn)修正后的X、Y軸采樣數(shù)據(jù)，采用基于最小二乘24位置羅差補(bǔ)償法，樣機(jī)運(yùn)行一周得到最終航向角的誤差如圖3所示。

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　　由圖2、3可知，經(jīng)過基于橢圓假設(shè)原點(diǎn)校正后的航向角誤差可控制在±3°以內(nèi)，在此基礎(chǔ)上對校正后的X軸、Y軸采樣數(shù)據(jù)，采用基于最小二乘24位置羅差補(bǔ)償法，航向角誤差可穩(wěn)定在±0.6°，可見該誤差補(bǔ)償方法效果較好，同時(shí)因該方法利用的是現(xiàn)場的采樣數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)性也較好。

　　結(jié)語

　　本設(shè)計(jì)的電子羅盤樣機(jī)采用三軸磁阻傳感器HMC1043和MEMS加速度計(jì)ADXL203研制而成，系統(tǒng)成本低，體積小，功耗低。利用地球磁場測量航向，易受外界磁場干擾，結(jié)合經(jīng)典的橢圓假設(shè)法和基于最小二乘24位置羅差補(bǔ)償法，提出一種新的補(bǔ)償方法對誤差進(jìn)行修正。實(shí)驗(yàn)證明，該誤差補(bǔ)償算法在不用額外增加硬件復(fù)雜度和軟件計(jì)算量的前提下，能有效地將航向角誤差穩(wěn)定在±0.6°，補(bǔ)償效果良好，精度較高。需要指出的是，該補(bǔ)償算法的誤差補(bǔ)償結(jié)果是在水平狀態(tài)下得出的，當(dāng)俯仰角或翻滾角較大時(shí)，修正后的航向角誤差會(huì)增大，如何更好地解決這一問題是今后工作的方向。