[發明專利]一種測量三分量磁強計軸間夾角的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410217044.X
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN105091836B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 成獻禮
• 申請（專利權）人: 北京信威通信技術股份有限公司
• 主分類號: G01B21/22
• 分類號: G01B21/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及儀器測量領域，尤其涉及一種測量三分量磁強計軸間夾角的方法及裝置。

背景技術

為了使得三軸磁強計的三軸滿足正交要求，現有技術通常有：方法一，三軸固定的機械定位方法，其優點在于三軸夾角穩定，但該方法只能使三軸非正交度達到2°左右，遠遠不能滿足高精度需求；2，方法二：三軸夾角可微調的機械定位方法，其優點在于能夠滿足高正交度需求，但該方法調整時間長，設備復雜，操作難度大，得到的三軸夾角穩定性差。3，方法三：事先準確測量出三軸固定的三分量磁強計的軸間夾角，然后用數學方法對磁強計的輸出進行正交度校正。這種方法可以同時避免方法一和方法二的缺點，其優點在于：1，由于三軸固定，軸間夾角穩定性強。2，能夠滿足高正交度需求，且正交度穩定。該方法中很重要的步驟就是要準確測量出三分量磁強計的軸間夾角。

發明內容

為了準確測量出三分量磁強計的軸間夾角，本發明提出了一種測量三分量磁強計軸間夾角的方法，適用于各個軸間非正角度均小于2度的被測磁強計，包括以下步驟：

a，使所述被測磁強計的z軸與地磁矢量方向垂直；

b，將整個被測磁強計繞z軸轉動，根據x軸和y軸的讀數以及被測磁強計的轉動角度得出x軸和y軸的相位差，將該相位差作為被測磁強計的x軸與y軸的夾角；

c，將步驟a、b中的z軸和y軸相互替換，重復步驟a、b，得出被測磁強計的x軸和z軸的夾角；

d，將步驟a、b中的z軸和x軸相互替換，重復步驟a、b，得出被測磁強計的y軸和z軸的夾角。

優選的，步驟b具體為：將整個被測磁強計繞z軸轉動，使y軸讀數由負值變為零，記錄此時被測磁強計的轉動角度α₁，然后繼續轉動使x軸讀數由負值變為零，記錄此時被測磁強計的轉動角度α₂，則被測磁強計的x軸與y軸的夾角為α₂-α₁。

本發明還提出了一種測量三分量磁強計軸間夾角的裝置，所述裝置用無磁材料制作，包括以下部分：一個底座，一個水平轉臺，一個水平軸，一個角度傳感器，一個固定板，一個調節板和三個微調螺釘，

所述底座的位置固定，所述水平轉臺安裝在底座上，能夠相對底座水平轉動；所述水平軸安裝在水平轉臺的固定位置上，其中軸與水平轉臺的平面平行，所述水平軸能夠繞其中軸轉動；所述角度傳感器安裝在水平軸上，用于測量水平軸的轉動角度；所述固定板固定安裝在水平軸上；所述調節板用于固定被測磁強計，通過所述微調螺釘與所述固定板連接，通過調節微調螺釘來調節調節板與固定板的相對角度。

優選的，上述方法采用一個上述專用測定裝置，各個步驟的具體實現如下：

步驟a具體為：

a1，固定底座不動，安裝被測磁強計于調節板上，使被測磁強計的z軸大致平行于水平軸的中軸，轉動水平轉臺，使被測磁強計的z軸讀數為零；

a2，調節微調螺釘，使水平軸轉動時被測磁強計的z軸讀數不變；

a3，再次轉動水平轉臺，使被測磁強計的z軸讀數為零；

步驟b具體為：轉動水平軸，使被測磁強計的y軸讀數由負值變為零，記錄角度傳感器的讀數α₁，繼續轉動水平軸，使x軸讀數由負值變為零，記錄角度傳感器的讀數α₂，則被測磁強計的x軸與y軸的夾角為α₂-α₁。

與現有技術相比，本發明的優點在于：1，在可容忍的測量誤差范圍內，能快速測量軸間夾角的具體值。2，測量過程簡單，時間短，精度高。3，所使用的測定設備結構簡單，操作性強。4，僅在地磁環境中就可以進行夾角的測定，費用低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明的測試磁強計x軸和y軸之間的夾角的原理圖一；

圖2是本發明的測試磁強計x軸和y軸之間的夾角的原理圖二；

圖3是本發明實施例二的測量三分量磁強計軸間夾角的裝置的結構圖。

具體實施方式