一款具有傾斜補償功能的三軸磁阻電子羅盤(pán)設計

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

　　實(shí)驗表明，增加3倍角羅差項可提高精度，但效果有限，且會(huì )增加單片機系統負擔，故最終選擇5項羅差校正公式進(jìn)行羅差校正。

　　樣機在0～360°范圍內，每隔15°對共24個(gè)實(shí)驗點(diǎn)進(jìn)行測試，得到24組采樣數據，進(jìn)行羅差修正。對基于橢圓假設原點(diǎn)修正后的X、Y軸采樣數據，采用基于最小二乘24位置羅差補償法，樣機運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(guò)基于橢圓假設原點(diǎn)校正后的航向角誤差可控制在±3°以?xún)?，在此基礎上對校正后的X軸、Y軸采樣數據，采用基于最小二乘24位置羅差補償法，航向角誤差可穩定在±0.6°，可見(jiàn)該誤差補償方法效果較好，同時(shí)因該方法利用的是現場(chǎng)的采樣數據，實(shí)時(shí)性也較好。

　　結語(yǔ)

　　本設計的電子羅盤(pán)樣機采用三軸磁阻傳感器HMC1043和MEMS加速度計ADXL203研制而成，系統成本低，體積小，功耗低。利用地球磁場(chǎng)測量航向，易受外界磁場(chǎng)干擾，結合經(jīng)典的橢圓假設法和基于最小二乘24位置羅差補償法，提出一種新的補償方法對誤差進(jìn)行修正。實(shí)驗證明，該誤差補償算法在不用額外增加硬件復雜度和軟件計算量的前提下，能有效地將航向角誤差穩定在±0.6°，補償效果良好，精度較高。需要指出的是，該補償算法的誤差補償結果是在水平狀態(tài)下得出的，當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(wèn)題是今后工作的方向。