倾斜补偿式地磁传感器的设计与误差补偿方法.pdf

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1、2010年第29卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)33倾斜补偿式地磁传感器的设计与误差补偿方法金海红，吴东升，田柳，范之国(1．安徽建筑工业学院电子与信息工程学院。安徽合肥230022；2．合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥230009)摘要：针对仿生偏振光一地磁一GPS的多信息源融合导航平台中的地磁导航需求，设计一种基于磁阻技术的补偿式三维地磁传感器系统。详细介绍了三维地磁传感器的原理、设计方法，分析了影响传感器精度的误差来源，并有针对性地进行

2、了误差分析与补偿方法的研究。本传感器可实现航向角、俯仰角以及横滚角的动态实时测量，为多信息源融合下的自主导航系统提供一种精确有效的地磁导航辅助信息。关键词：地磁罗盘；磁阻传感器；MEMS加速度计；误差补偿；地磁导航中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)07-0033-04DUesi‘gnandoerrorcompoensati~onmethodofItiltcompensatedearthmagnetismsensorJINHai．hong，WUDong—sheng，TIAN

3、Liu，FANZhi．guo(1．SchoolofElectronicandInformationEngineering，AnhuiInst．ofArchitectureandIndustry，Hefei230022，China；2．ScholofComputerandInformation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Athree—dimensionalearthmagnetismsensorisdevelopedwithpose

4、compensationaccordingtotheneedofakindofnewintegratednavigationstrategywhichextractsinformationfrompolarized—lightassistingwithgeomagnetismandGPS．Anoverviewoftheprincipleofthethree—dimensionalgeomagnetismsensorissummarized．Thehardwarecircuitandtheprocedureofth

5、esystemisintroduced．Theerrorsourcesisanalyzedandtheerroranalysisandcompensationmethodisstudied．Thesensorcanrealizedynamicmeasurementoftheheadingangle，thepitchangleandtherollangle．Thesensorcanbeusedasanimportanttooloftheearthmagnetismnavigation，andcanalsoprovi

6、denavigationinformationfornavigationsystemofmulti—sourcesofinformationfusion．Keywords：geomagneticcompass；magnetoresistivesensor；MEMSaceelerometers；errorcompensation；geomagneticnavigation0引言用。但是，地磁传感器也存在诸多不足，如地磁场容易导航技术在航空、航海、航天、地质勘探及深海探测等受到外界磁场环境的干扰，当环境温度发生较大的

7、变化时，领域中己经成为不可或缺的关键技术，精确的导航一直是地磁传感器的稳定性和精度将面临着挑战。因此，针对不人们研究的重要课题。目前，用于导航的方法主要有卫星同的应用，设计合理的地磁传感器系统和完善的误差补偿导航、惯性导航、地磁导航、天文导航、仿生导航，以及多种方法，就显得尤为重要。导航方法构成的组合导航系统等。其中，地磁导航是利用随着多传感器融合技术的发展，多信息源的组合导航地球磁场矢量来确定方向的一种导航方法，地磁导航历史越来越受到重视，仿生偏振光导航、地磁导航以及GPS悠久，我国古代的四大发明中的指南针，就

8、是对地磁导航的卫星导航3种导航方式优势互补，可以构成组合导航系统，一种认知和应用。随着微电子技术和组合导航技术的发以提高导航系统的性能，本文正是针对仿生偏振光一地磁一展，地磁导航在很多场合仍然发挥着重要的作用，地磁罗盘GPS的多信息源融合导航平台中的地磁导航需求，设计系统是地磁导航中最重要的工具。将地磁传感器与电子线了一种基于磁阻技术的补偿式三维地磁传感器系统，为多路、微