小型多旋翼无人机三轴电子罗盘设计与误差分析校准

论文针对电子罗盘在小型多旋翼无人机上这一特殊使用背景,自行设计了一种基于ARM处理器的三轴电子罗盘.论文中介绍了电子罗盘的硬件设计方案与软件设计流程.同时对电子罗盘的“椭球假设理论”进行了简易证明,在进行零位粗校准后采用该理论对所设计的电子罗盘进行自精校准.实验表明所设计的电子罗盘在进行校准后精度约为1°,达到设计要求.     

一项被埋没了的重大发明——关于“旱罗盘”的探索

指南针的发明与革新,经历了“司南”、磁针和罗盘三大发展阶段。“司南”是一种勺形磁性指向器,发明于战国至西汉时期;磁针至迟在北宋就已出现,看风水的勘舆家把磁石磨成针尖,制成磁针,用以测定南北方向的工具。为了使用方便,古代“方家”将指南磁针与刻度相配合。装置而成一种具有辨正方向的仪器,即罗盘。 按磁针的支承方式,罗盘分为水罗盘和旱罗盘两大体系。水罗盘采用浮针的方法;旱罗盘使用旱针(近代或译“干针”,即干旱无水之针,别于水针而言),     

航海液体磁罗经的周期选择

液体磁罗经的周期问题,是磁罗经安装于船上是否稳定的主要因素之一。目前各国对罗经周期制订的标准不一,现有资料所能提供的理论根据较少。我国罗经制造,对周期也只在摸索、试验过程中。本文主要论述两个方面:1.推导出比较实用的罗盘阻尼摆动周期计算公式。在摆动的基础上,测定罗盘摆动角度之振幅比f,就可以求得液体罗盘摆动周期,式中:f——振幅此;I——通过罗盘中心垂直轴的罗盘转动惯量;M——罗盘磁针组的磁矩;H——当地的地磁水平分力。2.从理论上推论了磁罗经应选择什么周期,才能使它在船摆动的情况下,罗盘几乎保持稳定,以便观测航向与方位;同时,提出罗经在我国上海地区所应有的周期值。     

舰载捷联式电子罗盘航姿估计新算法

捷联式电子罗盘以其低成本、固态化、小型化、数字化等特点正在获得越来越广泛的应用。本文针对舰载捷联式电子罗盘现有算法的不足,在保持自主测量的前提下,提出了一种新的航姿优化递推估计算法。该算法采用卡尔曼滤波框架,利用Unscented变换(UT)传递随机变量经非线性变换后的统计特征量以实现测量更新。与传统的捷联式电子罗盘航姿测量方法相比,本文所提方法可以明显提高捷联式电子罗盘的航向姿态测量精度,并能同步提供姿态速率信息。     

一种用于船舶气象仪的电子罗盘设计

本文以三轴电子罗盘测量基本原理和计算方法为基准,以XMEGA128A1微处理器、内部集成三轴加速度分量和三轴地磁场分量输出的集成芯片LSM303C为硬件电路核心,利用三轴加速度分量计算俯仰角、横滚角补偿电子罗盘的测量方式,运用CORDIC算法实现在微处理器XMEGA128A1上对罗盘进行倾角补偿计算,获得准确的方位角。实验结果表明,此方法设计的电子罗盘精度高、响应快,体积小,能较好为船舶气象设备提供准确的方位角信息。     

电子罗盘在水下拖体的应用

电子罗盘正广泛应用于各类导航和精确定位系统中,作为水下探测装置的水下拖体,在海洋科学研究领域中的应用也日益广泛.结合水下拖体的设计介绍了PNI公司TCM3三维电子罗盘的特性,详细说明了利用TCM3实现对水下拖体姿态的实时监测以及参数的读取控制.通过浅地层剖面仪系统中TCM3的应用,体现了电子罗盘在水下拖体中的实用性.     

磁阻传感器电子罗盘及其在船舶导航中的应用

本文介绍了应用磁阻传感器的电子罗盘的电路设计和数据采集、航位推算导航的动态模型，将电子罗盘数据、船的速度信息和GPS数据进行信息融合以提高导航的精度。最后探讨了低价位的电子罗盘与GPS组合导航技术在中小型船舶导航中的应用。     

基于泊松方程的磁罗盘磁域自差修正

电子磁罗盘是现代车辆导航中重要设备,但至今尚未应用到船舶导航上。针对船载磁航向测量中存在的各种误差,分析了船载情况磁罗盘系统误差的形成原因和机理,在此基础上系统地研究了船载特殊情况中数字磁罗盘误差校正问题,并且具体给出基于泊松方程的磁域的误差修正方法,实验结果表明,该方法简单有效地实现磁航向误差校正,且补偿精度高、成本低。     

基于捷联式电子罗盘的舰船姿态及姿态速率估计

捷联式电子罗盘正被大量应用，根据其自身观测能力，提出了一种新的姿态及姿态速率估计方法，该优化估计方法采用加权统计线性回归技术，与经典的对非线性系统方程的线性化的方法相比具有更高的精度和稳定性。仿真结果表明，该方法可以明显提高捷联式电子罗盘的姿态测量精度，并能同步完成对姿态速率的估计，直接扩展捷联式电子罗盘的功能。     

俱乐部

磁通门数字罗盘由海军驻七○七所军代表室研制的SCL-1型磁通门数字罗盘在天津通过技术鉴定。产品由磁通门传感器和电子线路箱组成。当载体航向改变时,传感器敏感地球磁场的变化,输出相位对应变化的电信号,经处理后将航向用数字显示出来。与传统磁罗经相比,它具有跟踪载体航向、变化迅速、抗摇摆适应性强、体积小、重量轻、易于安装、     

卫星罗经的原理及其应用

罗经是为船舶提供航向的航海仪器,在比较了陀螺罗经和磁罗经不同特点的基础上,介绍了一种新的指向仪器—基于GPS接收机的卫星罗经的系统组成、工作原理及其应用。     

磁罗经北极高纬海区航向误差分析与补偿

针对舰船高纬海区航行时磁罗经指北力减弱,指向精度降低的问题,将船舶在白令海至北极东北航道实测的磁罗经指向数据与高精度GPS光纤罗经指向数据对比,分析舰船磁罗经在北极高纬地区指向的稳定性和自差变化特性,构建误差拟合曲线并基于拟合参数建立北极高纬海区磁罗经指向误差补偿模型,仿真结果表明,通过误差补偿,磁罗经在北极高纬海区的指向误差明显减小,在纬度70°以下海区补偿残差不超过3°,在78°以下海区补偿残差不超过5°,满足舰船北极高纬海区航行时磁罗经指向精度要求。     

一种新型模拟航海罗经控制

介绍一种指示船舶航向信息的模拟装置——新型航海模拟罗经,阐述了模拟罗经的组成及工作原理,提出利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)电路来控制步进电机转动,步进电机转动带动仪表盘和绝对式旋转编码器转动,编码器可实时检测出模拟航海罗经位置和方向,并反馈给单片机控制系统。控制单片机根据视景系统的航向信息和编码器读出航向进行比较处理,从而使模拟罗经航向指示与视景航向一致。经过实验证明,该模拟罗经具有结构简单、工作可靠、仿真效果好、推广价值高等优点。     

基于MATLAB的不校正自差的磁罗经使用研究

磁罗经是船舶必备的导航仪器,由于船磁的影响,要使用磁罗经需要先校正磁罗经自差。为达到不校正自差而使用磁罗经,通过采集船舶转向一周里部分罗航向对应的自差,根据磁罗经自差基本公式建立方程组,利用MATLAB软件求得自差系数。然后把自差系数代入自差基本公式求解出任意航向上的自差。结果表明,利用自差基本公式求解出的航向自差与在该航向上进行的实测自差在1°以内,能够很好地代替实测自差来使用磁罗经。     

基于可靠性的某型平台罗经维修与保障方法

针对某型平台罗经维修要求,结合平台罗经电子机柜特点和当前维修方式与备件储备方式,通过失效样品分析,确定失效机理属性;通过可靠性预计和现场使用数据跟踪分析,建立可靠性水平综合评估模型,从而为平台罗经以可靠性为中心的维修与保障提出探索性解决方案,文章详细讲述了某型平台罗经以可靠性为中心的维修与保障方法的内容、思路、过程,并给出了结论。     

船舶操纵模拟器罗经设置研究

根据船舶操纵模拟器研制的需要，依据视景的圆柱面环幕透视投影模型、透视投影误差校正模型和船舶在海上用罗经进行测向的基本原理，建立了大型船舶操纵模拟器罗经测向的方位角误差纠正模型，并根据误差角度的不同范围要求，给出罗经离视点位置的选择范围，为罗经位置的设置提供参考。     

电罗经专用虚拟数字示波器开发应用

介绍一种新型虚拟示波器-航海型电罗经专用虚拟数字示波器的开发,并讨论了其在电罗经的日常维护中的应用.阐述对虚拟数字存储示波器信号处理和结果显示部分的软件设计.所开发的虚拟数字示波器可以用于电罗经的日常维护与修理,具有较强的实用性.     

电罗经测定方位角的校准方法及其误差分析

介绍电罗径测定方位角的基本原理,阐述海洋工程中电罗径校正的步骤和注意事项,给出计算公式。分析直接法对电罗径校准产生的误差,提出利用天文测量手段测量船舶方位角的最有利观测条件。