基于GMR傳感器的三軸電子羅盤的設(shè)計.pdf

1、基于 GMR傳感器設(shè)計開發(fā)的三軸電子羅盤，具有硬件電路簡單、體積小、功耗很低、具有自動校準(zhǔn)與磁場補償算法功能等優(yōu)點，在手機、車載、船舶、野外考察指向等導(dǎo)航系統(tǒng)具有潛在應(yīng)用價值。特別是隨著近年來智能手機、平板電腦和游戲機等消費電子設(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，對電子羅盤的性能和價格成本提出了更高的要求，高性能傳感器的選用勢在必行。本文的工作就是針對基于新型、高性能的GMR傳感器研制三軸電子羅盤如何提高測量精度，從電子

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

3、成了巨磁阻傳感器信號采集電路、加速度傳感器傾角測量電路、信號調(diào)理電路、MSP430單片機控制電路、串口通信和電源管理電路的設(shè)計；在軟件設(shè)計方面，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。并針對傳感器非正交、零場偏置、靈敏度差異以及羅差等誤差因素提出了相應(yīng)的補償方案，通過程序設(shè)計實現(xiàn)了自動校準(zhǔn)和磁場補償算法。
　　電子羅盤經(jīng)過宜昌測試技術(shù)研究院進行實驗測量，將羅盤校準(zhǔn)后在標(biāo)準(zhǔn)無磁轉(zhuǎn)臺上進