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1、无航向基准条件下电子罗盘的误差补偿方法研究第23卷第9期2010年9月传感技术学报CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSVol.23 No.9Sept.2010ErrorCompensationResearchforElectronicCompasswithNon-HeadingReference＊DUYing,LIJie,KONGXianglei,WANGBo,YUXining(NationalKeyLaboratoryofElectronicMeasurementTechno
2、logy,NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,China)＊Abstract:InviewoftheproblemthatthelowheadinganglemeasurementprecisionofHMR3300inthepracticaluse,avalidmagneticerrorcompensationmethodforelectroniccompassisproposed.Basedonanalyzingthecausemechanismofheadingang
3、leerror,andthentheerrorcorrectionmodelundert———————————————————————————————————————————————heconditionofnon-headingreferencewasestablished,theautodynecompensationcoefficientformulawasinferred.Theexperimentalresultshowsthatthecompensatingprocessiscorrectandef
4、fective,themaximumheadingerrorofHMR3300dropsto0.5°.Keywords:electroniccompass;non-headingreference;errorcompensation;ellipsefittingmethodEEACC:6330 doi:10.3969/j.issn.1004-1699.2010.09.016杜 英,李 杰,孔祥雷,王 博,于希宁(中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051)＊＊摘 要:针对HMR3300电子罗盘在实际使
5、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。电子罗盘;无航向基准;误差补偿;椭圆拟合关键词:中图分类号:V241.61 文献标识码:A 文章编号:1004-1699(2010)09-1285-04 目前采用的航向角测量装置(如电罗经、动态寻北仪等)存在启动时间长、误差随时间累积等。电子罗盘具有
6、体积小、功耗低、误———————————————————————————————————————————————差不随时间累积等优点,在航向角的测量中得到越来越广泛的应用。HMR3300是Honeywell公司推出的智能电子罗盘模块,以HMC1022型双轴式磁传感器为基础,提供了对地磁场的X、Y、Z三轴磁场传感功能,在理想情况下,HMR3300仅受地磁场的作用而指北,但在实际测量中发现,电子罗盘航向角输出误差大,精度低。安装误差,主要是受技术和工艺的限制。环境误差与罗盘使用的时间和地点有关,主要包括自差和磁差,
7、是电子罗盘误差产生的主要原因1.1 自差自差(或称罗差)是指电子罗盘受周围环境磁场的干扰而产生的偏差,对磁阻式电子罗盘的精度影响最大可达几十度,是电子罗盘误差的主要部分。在实际应用环境中,电子罗盘受地磁力的同时还受到硬铁干扰和软铁干扰。地磁场是弱磁场,并可认为它在某一范围是均匀的。硬铁干扰产生于永久磁铁或被磁化的金属,这种干扰与罗盘的相对位置固定,在罗盘的输出值上增加了一个定值,使罗盘输出曲线图的圆心偏移了。软铁本身没有磁性,它被地磁场磁化后获得磁性,软铁干扰产生于地球磁场和罗盘附近的任何磁性材料之间的相互作用
8、,其干扰程度与罗盘的方向有关,使罗盘的输出曲线畸变成一椭圆[2-5][1]。1 电子罗盘误差产生机理———————————————————————————————————————————————在实际的使用中,HMR3300的误差包括传感器特性误差、安装误差、环境误差。特性误差是指设备理想的、公认的转移功能特性和真实特性之间的差,这种误差对于每一个确定的传感器来说是固定的。安装误差就是
