基于GMR傳感器的三軸電子羅盤的設(shè)計(jì).pdf

1、基于 GMR傳感器設(shè)計(jì)開發(fā)的三軸電子羅盤，具有硬件電路簡(jiǎn)單、體積小、功耗很低、具有自動(dòng)校準(zhǔn)與磁場(chǎng)補(bǔ)償算法功能等優(yōu)點(diǎn)，在手機(jī)、車載、船舶、野外考察指向等導(dǎo)航系統(tǒng)具有潛在應(yīng)用價(jià)值。特別是隨著近年來智能手機(jī)、平板電腦和游戲機(jī)等消費(fèi)電子設(shè)備的快速發(fā)展，電子羅盤已經(jīng)成為導(dǎo)航功能的標(biāo)準(zhǔn)配置，對(duì)電子羅盤的性能和價(jià)格成本提出了更高的要求，高性能傳感器的選用勢(shì)在必行。本文的工作就是針對(duì)基于新型、高性能的GMR傳感器研制三軸電子羅盤如何提高測(cè)量精度，從電子

2、羅盤的硬件選型、誤差補(bǔ)償方法及其軟件實(shí)現(xiàn)方面展開研究，期望通過使用高性能的傳感器和磁場(chǎng)補(bǔ)償算法來提高電子羅盤的測(cè)量精度。
　　論文在比較了各類磁阻傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定了基于GMR傳感器的電子羅盤設(shè)計(jì)方案。文中介紹了GMR傳感器的工作原理和電子羅盤測(cè)量的基本原理，對(duì)影響電子羅盤測(cè)量精度的各種誤差來源進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的補(bǔ)償方案；在硬件設(shè)計(jì)方面，對(duì)巨磁阻電子羅盤的硬件電路進(jìn)行器件選型及性能分析，并給出了硬件設(shè)計(jì)總體方案，完

3、成了巨磁阻傳感器信號(hào)采集電路、加速度傳感器傾角測(cè)量電路、信號(hào)調(diào)理電路、MSP430單片機(jī)控制電路、串口通信和電源管理電路的設(shè)計(jì)；在軟件設(shè)計(jì)方面，構(gòu)建了軟件整體算法框架，包括數(shù)據(jù)采集處理、軟件數(shù)字濾波、姿態(tài)轉(zhuǎn)換和航向解算、串口通信等。并針對(duì)傳感器非正交、零場(chǎng)偏置、靈敏度差異以及羅差等誤差因素提出了相應(yīng)的補(bǔ)償方案，通過程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)校準(zhǔn)和磁場(chǎng)補(bǔ)償算法。
　　電子羅盤經(jīng)過宜昌測(cè)試技術(shù)研究院進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，將羅盤校準(zhǔn)后在標(biāo)準(zhǔn)無磁轉(zhuǎn)臺(tái)上進(jìn)