椭球拟合的电子罗盘磁差补偿

孙　倩, 付　虹

(长春工业大学 电气与电子工程学院，吉林 长春 130012)



椭球拟合的电子罗盘磁差补偿

孙倩, 付虹

(长春工业大学 电气与电子工程学院，吉林 长春 130012)

对电子罗盘磁差补偿的椭球拟合校准法进行深入研究，并分解为硬磁、软磁、比例系数校准和未对准误差校准，分别进行仿真分析，直观给出各部分磁差对拟合后的椭球拟合影响。与工业级高精度HMR3300型电子指南针进行对比实验，给出基于HMC5883L磁阻传感器的自制电子罗盘经过椭球拟合校准后的导航精度。

椭球拟合； 电子罗盘； 磁补偿

0　引　言

电子罗盘具有成本低、体积小和全天候工作等优势，广泛应用于汽车、航海、无人机和人体导航领域[1,2]。其原理是：依靠罗盘内部的磁传感器测量的地磁矢量信息解算当前航向角。

但在实际应用中，背景磁场除纯净地磁场外，还有罗盘自身的硬磁干扰、软磁干扰，严重影响了航向角的解算精度。而且磁传感器的三个轴向在制作工艺上的不正交度、工作温度对输出比例系数的影响，都使获取的地磁场信息有所偏差。台湾大学的考巍文教授提出了一种椭圆拟合方法，但只能提高水平安置的磁传感器的测量精度[3]。

本文提出了一种椭球拟合方法，将磁传感器应用环境从二维水平面上升到三维立体空间，提高了电子罗盘的灵活性和倾斜使用时的精度。其原理是：利用背景磁场拟合后的椭球特性，通过将椭球恢复成球形的过程，使磁传感器获取的复杂背景场信息恢复为纯净地磁场，从而提高电子罗盘的精度[4～6]。……