[實用新型]一種帶傾斜補償和自動羅差校正的高精度三軸電子羅盤

有效

• 申請號: 201220191031.6
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN202533088U
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 趙楊;吳盡;張文福
• 申請（專利權）人: 趙楊;吳盡;張文福
• 主分類號: G01C17/32
• 分類號: G01C17/32
• 代理公司: 長春市四環專利事務所 22103
• 代理人: 鞠傳龍

技術領域

本實用新型涉及一種電子羅盤，特別涉及一種帶傾斜補償和自動羅差校正的高精度三軸電子羅盤。

背景技術

電子羅盤應用于導航、野外定向、深井勘探和氣象監測等多個領域，同時電子羅盤具有顯著的軍事運用潛能，研制高性能的電子羅盤有助于提高我國導航設備的技術水平，促進航空航天及國防事業的發展，在民用領域也具有較高的應用價值。然而目前電子羅盤幾乎依靠進口產品，國外的電子羅盤存在著功耗大、成本高的問題，而國內所研制的電子羅盤還處于實驗室研究或樣機試制階段，雖然在傳感器校正、信號處理、羅差校正、傾角補償等方面做了很多理論研究與實踐，但實用性方面尚有很多不足，還未有產品出現在市面上。研制開發一種穩定性好、精度高，且使用方便、成本低廉、易于大批量生產的電子羅盤對于滿足現階段的需求和未來這一領域的研究都具有重要的現實意義。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決目前國外現有的三軸電子羅盤存在著功耗大、成本高以及國內現有的三軸電子羅盤抑制噪音和抗干擾能力弱、精度不高，實用性不足的問題而提供的一種帶傾斜補償和自動羅差校正的高精度三軸電子羅盤。

本實用新型所述的帶傾斜補償和自動羅差校正的高精度三軸電子羅盤是由傳感器模塊、信號調理采集模塊、主控制器模塊、電源和PC機組成，其中傳感器模塊設置在前，是由三軸磁阻傳感器和加速度傳感器組成，三軸磁阻傳感器與加速度傳感器并列設置，三軸磁阻傳感器的型號為HMC1021和H?MC1022，加速度傳感器的型號為ADXL202E，傳感器模塊后面連接信號調理采集模塊，信號調理采集模塊是由信號調理器、模數轉換器和脈寬輸出裝置組成，信號調理器與模數轉換器串聯，信號調理器、模數轉換器與脈寬輸出裝置并列設置，信號調理器的型號為AD623，模數轉換器的型號為AD7714，信號調理器的一端與三軸磁阻傳感器連接，脈寬輸出裝置的一端與加速度傳感器相連，信號調理采集模塊后連接主控制器模塊，主控制器模塊是由電源調整裝置、微控制器和置位/復位脈沖開關組成，微控制器的型號為VRS51L3074，其中電源調整裝置一端與電源連接，電源調整裝置的上端與微控制器相連，微控制器的左側同時與模數轉換器和脈寬輸出裝置連接，微控制器的上端連接置位/復位脈沖開關，微控制器的右側連接PC機，置位/復位脈沖開關的上端與三軸磁阻傳感器連接。

本實用新型的工作原理

三軸電子羅盤系統主要由傳感器模塊、信號調理采集模塊以及主控制器模塊組成。電子羅盤利用磁阻傳感器組成三軸測量系統來感測載體三個軸向的磁場分量，通過傾角傳感器來測量重力場來獲得占空比信號，然后把這些信號經過信號調理電路的轉換后變成微控制器可以處理的數字信號，進入微控制器進行必要的數字濾波、航向、姿態解算、誤差補償校準，通過串口輸出可以供用戶使用的符合通信協議要求的姿態信息。

本實用新型的特點：

在保證動態性能的情況下，在?MCU?中嵌入誤差校正功能從而提高系統的航向精度；軟件程序采用?C?語言編寫，程序容易移植，從而使該電子羅盤更容易升級和維護；設置了高性能信號調理采集模塊，使三軸磁阻傳感器輸出的微小信號得到充分的放大，充分抑制了噪聲和干擾信號，保證敏感信號的精度；設有置位/復位脈沖開關，極大地提高了三軸磁阻傳感器靈敏度，而且也避免大電流脈沖對系統測量精度的影響；消除了電橋偏置，充分發揮模數轉換器的分辨率，提高系統精度；設置有姿態與航向的快速求解算法，避免復雜浮點運算，從而大大地提升了系統的實時性；帶有傾斜補償功能，保證了傾斜時航向數據的準確性；將傳感器誤差和羅差的補償算法植入微控制器，提高了羅盤精度；具有與?HMR3500?兼容的通訊協議，支持與NMEA0183標準兼容的命令與數據格式；提供有世界磁場模型，可以自動提供相對于真北（地理北）的磁偏角補償。

本實用新型的有益效果為：?

抑制噪音和抗干擾能力強、精度高，實用性高；功耗低、成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型整體示意圖。

1、傳感器模塊????2、信號調理采集模塊???3、主控制器模塊???4、電源

5、PC機????11、三軸磁阻傳感器??12、加速度傳感器???21、信號調理器

22、模數轉換器???23、脈寬輸出裝置??31、電源調整裝置??32、微控制器

33、置位/復位脈沖開關。

具體實施方式

請參閱圖1所示：本實用新型所述的帶傾斜補償的艦載三軸電子羅盤是由傳感器模塊1、信號調理采集模塊2、主控制器模塊3、電源4和PC機5組成，其中傳感器模塊1設置在前，是由三軸磁阻傳感器11和加速度傳感器12組成，三軸磁阻傳感器11與加速度傳感器12并列設置，三軸磁阻傳感器11的型號為HMC1021和HMC1022，兩個傳感器的敏感方向互相垂直。加速度傳感器12的型號為ADXL202E，傳感器模塊1后面連接信號調理采集模塊2，信號調理采集模塊2是由信號調理器21、模數轉換器22和脈寬輸出裝置23組成，信號調理器21與模數轉換器22串聯，信號調理器21、模數轉換器22與脈寬輸出裝置23并列設置，信號調理器21的型號為AD623，模數轉換器22的型號為AD7714，信號調理器21的一端與三軸磁阻傳感器11連接，脈寬輸出裝置23的一端與加速度傳感器12相連，信號調理采集模塊2后連接主控制器模塊3，主控制器模塊3是由電源調整裝置31、微控制器32和置位/復位脈沖開關33組成，微控制器32的型號為VRS51L3074，其中電源調整裝置31一端與電源4連接，電源調整裝置31的上端與微控制器32相連，微控制器32的左側同時與模數轉換器22和脈寬輸出裝置23連接，微控制器32的上端連接置位/復位脈沖開關33，微控制器32的右側連接PC機5，置位/復位脈沖開關33的上端與三軸磁阻傳感器11連接。