磁罗盘的误差
磁罗盘动态性能校准研究
磁罗盘动态性能校准研究【摘要】介绍了数字磁罗盘动态性能测量原理、测试方法。
通过校准磁罗盘静态和动态状态下的方位角的示值，计算出磁罗盘的零偏和方位角均方根误差，研究在动态性能下方位角示值的变化，为磁罗盘在动态状态下应用提供校准数据，从而提高磁罗盘的方位角测量精度。
【关键词】数字磁罗盘；方位角；动态性能1.引言数字磁罗盘[1]被广泛应用于国防军工系统的各个行业，包括船舶、航空、航天、兵器等领域。
在太空中，磁罗盘可以用于卫星姿态的控制；在装甲车辆和水面舰艇上，磁罗盘作为GPS导航系统的补充，当GPS导航系统失效时用于导航；在导弹发射系统中，磁罗盘用于发射准备前方向角度的定位；在各类军用作战飞机上，磁罗盘用于各种飞行姿态的测量；在水下航行器上，磁罗盘用于水下导航及航行姿态的测量；在水雷、鱼雷上，磁罗盘用于定向攻击的导航手段之一；在港口防护、水下物理场测试中，磁罗盘用于水下方向定位，除国防军工系统外，磁罗盘在其他行业也有广泛应用，如在石油系统中，磁罗盘用于油井方向的测量；在越野车、各类民船中，磁罗盘被用于导航；在海洋环境检测中，磁罗盘用于水下方向定位。
生产厂家一般只提出了磁罗盘的静态技术指标，在实际使用中，磁罗盘的输出响应一般存在滞后现象，特别是在运动状态，磁罗盘的角度输出值有时不能很好的反映其当前状态，本文测量了磁罗盘静态性能[2]指标、动态性能[3]指标，并比较在静态和动态技术指标的不同，测量的数据为磁罗盘在实际应用中进行修正提供可靠的数据，提高磁罗盘的测量精度。
2.校准方法和校准原理动态性能校准是利用三轴无磁转台模拟磁罗盘的运动状态，以转台的实时角度为标准，在匀速转动和匀加速转动的状态下，对磁罗盘的方位角输出精度进行校准。
将被检磁罗盘安装在三轴无磁液压转台[4]的工作区安装面上，三轴无磁液压转台产生磁罗盘动态校准所需的运动状态；磁罗盘在运动过程中输出的方位角数据同步传输到控制系统中，与三轴无磁液压转台的运动数据进行同步数据处理，实现磁罗盘的静态性能校准、动态性能校准。
一种手持式电子磁罗盘航向误差校正方法
一种手持式电子磁罗盘航向误差校正方法
徐德昌;蔡成林;李思民;王亚娜
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2018(041)005
【摘要】针对传统的磁罗盘补偿方法计算量大、需要标定设备的问题,提出了一种利用陀螺仪相对航向辅助校准的方法.在分析磁罗盘误差的基础上建立了误差模型,采用梯度下降法解出姿态信息对磁场数据进行倾斜补偿,在陀螺仪相对航向角的辅助下,采用最小二乘法拟合经过倾斜补偿后的磁场数据求解出误差模型的系数.实验数据表明,该算法能够有效的对磁罗盘误差进行补偿,可以将磁罗盘的航向角测量误差控制在1°之内.
【总页数】5页(P1275-1279)
【作者】徐德昌;蔡成林;李思民;王亚娜
【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004
【正文语种】中文
【中图分类】TP216.1
【相关文献】
1.一种数字磁罗盘的航向误差校正方法 [J], 王宇;吴志强;朱欣华
2.数字磁罗盘的航向角干扰补偿方法研究 [J], 陆建山;王昌明;张爱军
3.电子磁罗盘航向角误差推导及分析 [J], 李艳;管斌;王成宾;白云超
4.电子磁罗盘测量误差校正方法研究 [J], 沈鹏;徐景硕;高扬
5.一种电子磁罗盘航向误差的自适应补偿方法 [J], 冯毅博;李希胜;张晓娟
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三轴电子罗盘的设计与误差校正
ｃ ｍｐ ｎ ａｅ ｗ ｉｈ ｅｆ ｃｉｅｙ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ｅ ｅ ｏ ． ｉ ｃ ｌ ｒｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｉ ａｓ ｆ ｃｉ ｅ ｆｒｔ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ａｉｎ ｏ ｏ ｅ ｓ ｔｄ， ｈ ｃ ｆ ｔ ｌ ｅ ｕ ｅ ｈ ｌ ｒ Ｔ ｓ ａｉ ａ ｉ ｔ ｏ ｓ ｌ ｅｆ ｔ ｏ ｈ ｏ ｅ ｓ ｔ ｆ ｅ ｖ Ｔ ｈ ｂ ｏ ｏ ｅ ｖ ｏ
数字电子罗盘误差分析及校正技术研究
平均误差 7’ #/. （ 均方根） ! 注： 表中方位测量单位为度， 目标真值使用方向机测量， 测量 精度优于 $ 189， 车头指向与初始校正方向一 致时， 误差较小； 如果车头指向与初始方向不一致时， 误差将增大， 特别是相差 "/-. 时， 误差最大可达 "4. ， 测量结果基本不能使用。 传统的校正技术是假定：
如果车头指向与初始方向不一致时误差将增大特别是相差180误差最大可达16则载体在原地旋转一周后测量数据在水平面的投影分量服从正圆分布经过多次试验验证当车载平台在某一指向校正如果车载平台的指向与校正方向差值小于30则平台指向变化对测量精度的影响较小因此在实际使用时可使用罗盘测量出载体平台的概略指向作为计算补偿量时的输入值数据处理流程使用式对电子罗盘输出值进行补偿的步骤和流程如下使用侦察设备的电子罗盘测量装载平台指向的概略方位为软铁磁场在xy轴上的投影分量但实际情况并非如此尤其是在本例中罗盘与平台之间存在相对运动导致软铁和硬铁的磁场强度的大小和方向不能够维持恒定加之实际应用时车载平台的指向是随机的导致了标定环境的磁场分布和使用环境的磁场分布不一致使标定失效测量精度变得非常差考虑装载平台指向补偿因素的校正方法假定未受干扰的地磁场在则目标方位角的真值应为瞄准目标记录电子罗盘输出值标定时需要注意以下几点用于标定的目标数量应不少于18并均匀分布在以观察中心为圆心的周边每隔30或更小测一组数据2台侦察设备分别安装在车载平台上然后应用本文给出的校正补偿方法对设备的补偿系数进行rctan为了得到目标方位角的真值必须从罗盘的输rctanrctan
盘生产商建议尽量移去罗盘附近的软铁物质， 然后对 硬铁物质进行校正。 ! ’ !# 特殊应用模式下的校正技术 #’ #’ "! 应用背景 电子罗盘置于某侦察设备中， 侦察设备的装载平 台为轻型越野车， 侦察设备能相对于车载平台进行方 位巡航和俯仰运动。通过测量侦察设备与目标之间的 距离以及观察光轴与目标之间的方位与俯仰角， 解算 出目标的地理坐标。为保证解算精度， 罗盘的定向精 （ 均方根） 。 度应优于 ". #’ #’ #! 运用简单校正方法的误差校正技术 一般情况下， 当罗盘使用于车载平台中时， 可采用
谈谈磁罗经差、磁差和自差之间的换算方法
谈谈磁罗经差、磁差和自差之间的换算方法浅谈磁罗经差、磁差和自差之间的换算方法近期，我们在日常船舶安全检查过程中，检查人员在检查驾驶台罗经自差记录簿时，发现有不少船舶驾驶员，对观测磁罗经自差换算过程出现概念上的计算错误。
对磁罗经自差、磁差之间换算的理解认识不足，导致了驾驶员在填写罗经自差记录簿时的自差、磁差上的错误。
所以，我们很有必要在这里来谈谈磁罗经差、磁差和自差之间换算方法，进一步提高船舶驾驶员对计算方法的熟悉和理解。
目前，1000总吨以下的内河、沿海航行船舶，船上大多只配有磁罗经，基本上没有安装陀螺罗经(电罗经)。
船舶在使用磁罗航向航行，为确保船舶航行在计划航线上，驾驶员就必须知道某航向时的罗经差是多少，必须对航行航向或观测目标方位时进行修正罗经差。
因为，磁罗经在船上会受到地磁和船磁的磁力作用，磁盘会向着重磁场方向偏差，造成罗经的误差，我们称之为罗经差。
一、罗经差、磁差和自差1(罗经差(?C)磁差和自差的代数和，就是磁罗经的误差。
罗经差用?C表示，当罗北偏在真北的东面时，称为东罗经差，用E(+)表示它的方向;而罗北偏在真北的西面时，称为西罗经差，用W(-)号表示它的方向。
即东正西负或东加西减。
2(磁差(C)磁差，是随着地区不同，地磁场的不同，或地磁异常磁场的变化等，磁差的变化也不同;磁差也随着地磁的年变化量变化。
磁差的查取方法，一般在航用海图在罗经花上查到该地区的磁差资料，年份、磁差的大小和方向及年差变量符号，通过换算得出。
可用磁差偏西W(-)，磁差偏东E(+)符号来表示。
3(自差(δ)船上的磁罗经受到船钢铁产生船磁的作用，使磁罗经所指示的北方—偏离磁北，而船舶自身原因产生的误差叫自差。
自差是按罗北偏在磁北的东面或西面决定它是东自差或西自差。
自差是随着航向的不同，自差也就不同;船磁改变自差也跟着改变;航区改变，如纬度相差较大，或在赤道及南、北极高纬度地区自差地随之改变。
二、罗经差、磁差和自差之间换算公式:罗经差(?C)= 真方位(TB)- 罗方位(CB)罗经差(?C)= 磁差(C)+ 自差(δ)磁差(C)= 在海图罗经花上查获自差(δ)=罗经差(?C)- 磁差(C)三、罗经差、磁差和自差之间的换算1(怎样求罗经差(?C)例1:某船在某地区水域航行，当时船艏航向000º，观测到一对引导航标(叠标)的罗方位为011º，在海图上查得该引导航标真方位为009º。
磁罗经自差校正 2
摘要自从指南针发明并应用于航海以来，依靠地磁力指向的磁罗经一直是船舶航海指向仪器的标准配备。
时至今日，磁罗经仍是船舶必备的航海仪器之一。
鉴于船舶导航设备的日益完善以及磁罗经在船上所处的地位，能否在保证船舶航行安全的前提下，探讨简化校正磁罗经自差的方法，采用“人为航向法”消除磁罗经自差，对于中小型船舶来说是一种既简捷又实用的有效方法。
这不仅可以提高船舶的经济效益，而且还可保证船舶航行安全。
【关键词】船舶磁罗经自差1.绪论磁罗经是借助于地球磁场吸引磁针的能力而制造出的指向仪器。
它具有结构简单、性能可靠、坚固耐用、维护方便的特点，所以至今仍为现代船舶必备的基本航海仪器。
[1]十八世纪末，由于采用了钢铁做造船材料，这时装在船上的磁罗经就失去了原有的准确，产生了表面上看来是不规则的误差一一自差。
由于受船磁的影响，磁针不是指向磁北，而是指向地磁力与船磁力的合力方向，即罗北方向，由此而产生的这一误差称为磁罗经自差。
因此，船舶驾驶人员必须了解磁罗经产生自差的原因、校正方法及剩余自差的测定等，以保证航行安全。
1.1 综述磁罗经是指利用地磁场对磁针等磁敏感元件相互作用的原理，而使罗盘指示磁北的航海指向仪器。
由于磁罗经具有整体结构简单、工作性能可靠、不依赖任何外界条件可独立工作的特点，至今仍是船上必备的航海仪器之一。
[4]1.2磁罗经结构磁罗经主要由罗经柜和罗经盆两部分组成。
带有磁针的罗经卡安装在罗经盆内。
磁罗经按结构可分为干罗经和液体罗经两种；按用途可分为标准罗经、操舵罗经、应急罗经、艇用罗经等1.3磁罗经检查磁罗经的检查分为以下几个方面：灵敏度检查、半周期检查、气泡检查及消除、自差校正器检查、磁罗经基线检查1.4磁罗经使用与保养1.4.1磁罗经的使用①磁罗经必须经过正确地校正自差，并备有有效的自差表。
②平时应经常测定自差。
③测物标方位时，注意方位圈上的水准器，使罗盆保持水平状态。
④在罗经附近不得放置铁磁性物体，以免影响罗经的正常工作。
多旋翼无人机磁罗盘校准方法
多旋翼无人机磁罗盘校准方法程玮玮;宋延华;王伟【摘要】为提高多旋翼无人机航向角解算精度,研究磁罗盘校准和罗差补偿方法;通过详细分析罗差产生原因,并结合多旋翼应用,将磁罗盘干扰划分为机体坐标系静态干扰、机体坐标系动态干扰、导航坐标系静态干扰、导航坐标系动态干扰四大类;针对机体坐标系动态干扰,结合多旋翼应用背景,研究干扰的离线测量与在线补偿方法;针对机体坐标系静态干扰,提出一种飞行过程中实时校准方法;针对导航坐标系静态干扰,创新性采用GNSS模块的速度方向信息修正罗差;导航坐标系动态干扰为原理性误差,这里暂不讨论;结果表明:研究内容可有效补偿机体坐标系动态与静态干扰,以及导航坐标系静态干扰对磁罗盘和航向角解算精度的影响,有助于改善无人机的飞行性能.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2019(027)005【总页数】5页(P236-239,244)【关键词】磁罗盘;静态干扰;动态干扰;罗差补偿【作者】程玮玮;宋延华;王伟【作者单位】江苏省宿迁经贸高等职业技术学校,江苏宿迁223600;江苏省宿迁经贸高等职业技术学校,江苏宿迁223600;南京信息工程大学信息与控制学院,南京210044【正文语种】中文【中图分类】TP2420 引言多旋翼无人机凭借其垂直起降、定点悬停、成本低廉、使用方便、无人员伤亡等优点，在民用与军事领域得到了广泛的应用。
随着应用的推广，用户对无人机的飞行性能和安全性能要求也日益提升。
多旋翼无人机的自主飞行时，导航坐标系与机体坐标系之间的转换以航向角为基础。
航向角偏差会导致飞行时航线变斜、原地画圈等问题，甚至出现炸机的危险，严重影响无人机的飞行性能。
因此，如何提高航向角的准确性便显得尤为重要[1-2]。
目前，消费级和低端行业应用级飞控系统普遍采用磁罗盘作为航向测量设备。
传感器自身的准确性以及周边环境的磁干扰会对航向角推算产生非常大的影响。
针对如何校准磁罗盘，获取准确的航向信息，国内外机构都进行了大量的研究[3-6]。
磁罗盘在导弹制导技术中的应用
磁罗盘在导弹制导技术中的应用磁罗盘是一种重要的导航工具，广泛应用于导弹制导技术中。
在导弹制导系统中，磁罗盘的主要作用是提供方向信息，帮助导弹实现准确的制导和导航。
本文将介绍磁罗盘在导弹制导技术中的应用，并探讨其在导弹制导系统中的重要性和作用。
首先，磁罗盘在导弹制导技术中的应用主要集中在两个方面：方向测量和方向控制。
磁罗盘能够精确地测量导弹的方向，并传输给导弹的制导系统，以实现准确的导弹制导。
同时，磁罗盘还可以通过方向控制功能，调整导弹的方向，使其能够按照预定的路径飞行，达到预期的目标。
其次，磁罗盘之所以能够在导弹制导技术中发挥重要作用，是因为它具有准确度高、稳定性好等优点。
磁罗盘通过感应地磁场，可以准确测量导弹的方向，并且具有较高的测量精度。
与其他测量方法相比，磁罗盘的测量误差较小，能够提供高精度的测量结果。
同时，磁罗盘的结构稳定，不容易受到外界环境的影响，可以在各种复杂的气象条件下正常工作，确保导弹制导的可靠性和准确性。
磁罗盘的应用不仅能够提高导弹制导的准确性，还可以帮助导弹应对复杂和恶劣的战场环境。
在现代战争中，导弹制导技术要求导弹能够在各种复杂的环境条件下精确打击目标，包括强磁场、高温、高湿度等环境。
磁罗盘作为一种稳定可靠的导航工具，能够在这些恶劣的环境下正常工作，确保导弹能够准确飞行和命中目标。
除了作为单独的导航工具之外，磁罗盘还可以与其他导航设备和传感器相结合，提高导弹制导的精度和可靠性。
例如，将磁罗盘与惯性导航系统相结合，可以获得更准确的导弹方向信息，并实现对导弹运动状态的精确测量。
此外，还可以将磁罗盘与全球定位系统（GPS）相结合，通过融合多源信息，提供更精确的导弹定位和目标跟踪。
值得一提的是，虽然磁罗盘在导弹制导技术中有着广泛的应用，但也面临一些挑战和限制。
例如，磁罗盘容易受到外界干扰，尤其是来自强磁场的干扰。
这可能会导致测量结果的偏差，影响导弹的制导精度。
此外，磁罗盘的体积较大，对导弹的重量和体积造成一定的负担。
stcw和solas公约对船舶磁罗经误差测定的要求
stcw和solas公约对船舶磁罗经误差测定的要求随着航海技术的不断发展和船舶的不断更新换代，船舶的导航和定位技术也在不断改进和完善。
在船舶导航和定位中，磁罗经误差的测定是非常重要的一项工作。
本文将详细介绍STCW和SOLAS公约对船舶磁罗经误差测定的要求。
一、STCW公约对船舶磁罗经误差测定的要求国际海事组织（IMO）通过了《国际海上人员培训、认证和值班表规范公约》（简称STCW公约），该公约是船舶航行和安全的基本法规。
在STCW公约中，明确规定了船舶磁罗经误差的测定要求。
1. 磁罗经误差的定义磁罗经误差是指船舶罗经指针与地理北极之间的夹角误差，也就是罗经指针偏离地理北极的角度。
磁罗经误差的大小对于船舶的导航和定位非常重要，因为它直接影响着船舶的航向和位置。
2. 磁罗经误差的测定方法在STCW公约中，规定了两种磁罗经误差的测定方法：一是通过地球磁场测定，二是通过太阳高度角测定。
（1）地球磁场测定法地球磁场测定法是利用磁场计在不同位置测量地球磁场的强度和方向，进而计算出磁罗经误差的方法。
这种方法需要在船舶停泊时进行，因为船舶停泊时不受其他因素的影响，可以更准确地测量地球磁场。
（2）太阳高度角测定法太阳高度角测定法是利用太阳高度角的变化测定磁罗经误差的方法。
这种方法需要在白天进行，因为只有在白天太阳才会升起，太阳高度角才会发生变化。
通过观测太阳的高度角变化，可以计算出磁罗经误差。
3. 磁罗经误差的纠正在STCW公约中，还明确规定了磁罗经误差的纠正要求。
磁罗经误差的纠正需要考虑多种因素，如船舶的位置、时间、磁场强度等。
在进行磁罗经误差纠正时，需要使用磁罗经校正表或磁罗经校正器进行。
二、SOLAS公约对船舶磁罗经误差测定的要求除了STCW公约外，SOLAS公约也对船舶磁罗经误差测定提出了要求。
SOLAS公约是海上安全的基本法规，旨在确保船舶的安全和防止海上环境污染。
1. 磁罗经误差的测定在SOLAS公约中，规定了船舶必须定期进行磁罗经误差的测定，并将测定结果记录在航海日志中。
测绘技术中的罗盘测量方法与技巧
测绘技术中的罗盘测量方法与技巧罗盘测量是测绘领域中常用的一种测量方法，它利用磁性罗盘的方位信息来确定测点的坐标或方位角。
在实际工作中，罗盘测量的准确性和精度对测绘结果具有重要影响。
本文将介绍罗盘测量的基本原理、常见误差源以及提高测量精度的技巧。
一、罗盘测量的基本原理罗盘测量基于地球磁场的特性，利用磁性罗盘指示磁场方向来确定测点的方位。
罗盘通常由一个可旋转的磁针和刻度盘组成，磁针指向的方向与地磁场指向的方向基本一致，通过读取刻度盘上的度数来确定罗盘指向的方位。
二、常见误差源及对策1. 磁场干扰：地球上存在各种磁场干扰源，如电线、金属物体等。
这些干扰会使罗盘指向产生偏差，影响测量的准确性。
为了减小磁场干扰，可以远离干扰源，如果无法远离，可以采用迫近法，即将罗盘平移到距离干扰源较远的位置进行测量。
2. 不平衡：罗盘在测量过程中可能存在不平衡现象，即罗盘臂长或读数盘与管理盘的水平度不同。
为了消除不平衡误差，可以进行罗盘校正，校正方法可以通过在罗盘上放置调平器进行调整。
3. 垂直度：罗盘的读数盘与水平面的角度不一定恰好为零，这会导致方位角的偏差。
为了减小垂直度误差，可以采用水平仪进行校正。
4. 磁针磁性不均匀：罗盘磁针的磁性不均匀会引起指向的不准确。
为了解决这个问题，可以在不同方位进行多次测量，并取平均值来减小误差。
三、测量精度提高的技巧1. 罗盘放置：在进行测量时，应尽量确保罗盘平放，避免摇晃或倾斜。
放置时应用手轻轻触碰罗盘底座，使其保持稳定。
2. 距离控制：罗盘测量的精度受到距离的影响，距离越远测量精度越低。
因此，在进行罗盘测量时，应控制测点距离罗盘的距离，在合适的范围内进行测量。
3. 多次测量：为了提高测量的准确性，可以多次测量同一测点，并取测量值的平均数作为最终结果，以减小随机误差的影响。
4. 角度读取：在读取罗盘的刻度时应尽量准确，避免读数误差。
可以采用放大镜或对线板等辅助工具来提高读数的准确性。
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磁罗盘的误差主要来源于以下几个方面：
1. 磁偏角：磁偏角是磁北极和真北方向之间的夹角，由于地磁场的复杂性，磁偏角可
能会随着时间和地理位置的变化而变化，从而导致磁罗盘的误差。
2. 硬铁磁场：硬铁磁场是由地磁场外的铁磁物质产生的磁场，它会干扰磁罗盘的正常工作，产生误差。
3. 软铁磁场：软铁磁场是由地磁场内的铁磁物质产生的磁场，它也会干扰磁罗盘的正常工作，产生误差。
4. 安装位置：磁罗盘的安装位置也会影响其精度，如果安装不正确或受到其他物体的干扰，就会导致误差的产生。
5. 环境因素：环境因素如温度、湿度、振动等也会对磁罗盘的精度产生影响，长期处
于恶劣的环境条件下，会导致磁罗盘的误差逐渐增大。
为了减小磁罗盘的误差，可以采取一系列措施，如定期校准、选择合适的安装位置、避免铁磁物质的干扰、采用磁补偿技术等。
此外，在使用磁罗盘时，还应注意其使用环境和精度要求，避免在强磁场或高温高压等恶劣环境下使用，以保证其正常工作并减小误差。