[发明专利]一种飞机磁罗盘校准设备

说明书

技术领域

本发明涉及测量设备领域，特别是对飞机磁罗盘的航向校准的设备设施。

背景技术

飞机磁罗盘是利用地磁场水平分量作定向基准测量飞机磁航向的仪表，与 地平表和高度表一起被称为飞机上最重要的三大仪表系统。一般飞机的应急磁 罗盘要求精度在±4°之间，陀螺磁罗盘要求精度在1-1.5°之间。由于飞机上 的金属零件会对磁罗盘产生磁干扰，为了确保飞机磁罗盘的要求精度，必须在 安装飞机磁罗盘后定期进行航向校准，由于飞机磁罗盘必须排除自身安装位置 的磁干扰，所以其校准一般要求装在飞机上进行，这造成磁罗盘的校准标定一 直是飞机飞行仪表标定中最麻烦也是必不可少的一项工作。为了保证飞机磁罗 盘的精度，磁罗盘的校准设备需提供磁方位基准且要求其精度在0.3°之内。目 前在航空航天工业部部颁批准《飞机磁罗盘校准的一般要求》(HB6627-92))中 对飞机磁罗盘的航向校准的方法及设备设施中公布了的磁罗盘地面校准方法主 要有方位标记法、观测罗盘法、定向仪法、经纬仪法等方法，目前较常采用的 观测罗盘法、定向仪法中使用的磁方位基准都是利用最原始的指北针原理，使 用一根磁化的指针架在一个宝石轴承上，感应地磁方向，来实现磁罗盘的校准 标定。

但这样的校准仪使用过程存在如下难以克服的技术问题：

1)机械式校准仪事实上就是一个指北针，利用最原始的方式找出磁北，存 在机械摩擦、加工精度、配重等一系列需要机加工工艺解决的问题。

2)机械式校准仪为刻度盘和指针指示方位值，而人的肉眼视觉差异造成的 读值误差就在0.5°左右，并且这样的读值方法与测试人员的经验相关，存在测 试上的人为主观因素，增加了测量精度的不确定性。

3)机械式校准仪指针为宝石轴承支架结构，必须安装在水平范围内，这对 测试设备的安装提出了更高的要求，同时存在无法克服的指针晃动问题。

4)在测试大型飞机的时候，要求将校准仪安装在磁干扰最小的地方，一般 是在飞机机背垂尾附近，这就要求测试人员在几米高的光滑机背上跟着飞机一 起转动同时观察机械式校准仪的指示，增加了测试人员的不安全因素及测试成 本。

5)当进行定向仪法进行罗盘校准时，定向仪的对准工作直接影响测量精度， 此工作由定向仪上的类似步枪准星的瞄准器进行对准，对准精度不高，存在一 定人为主观因素而导致测量精度存在不确定性。

6)如果飞机上安装使用的是数字罗盘，用机械式校准仪校验无法实现自动 的罗差校准，只能用人工核对误差的方法进行。

由于上述飞机磁罗盘校准设备存在测量精度、核对误差等难以克服的技术 难题，难以满足目前对飞机磁罗盘的校准设备的使用要求，严重影响了一般飞 机的安全飞行，尤其在国家大力发展航空器背景下，各种飞机的罗盘校准精度、 校准速度直接影响飞行安全。

发明内容

采用地面校准方法对飞机磁罗盘校准时，因现行的飞机磁罗盘校准设备主 要为机械式校准仪，存在机械摩擦、加工精度、读值误差、指针晃动等诸多无 法克服的技术难题。本发明提供一种采用分体式结构，通过三轴磁通门传感器 和二轴加速度传感器，利用捷联磁航向算法，以数字化的方式提供磁北方位基 准的工作原理制作的飞机磁罗盘的校准设备，来解决通过地面校准方法校准飞 机磁罗盘时的存在的上述技术难题。

因此本发明的第一目的，专门针对飞机磁罗盘校准过程中测试人员人身安 全的问题，采用分体式结构，免除测试人员在机身上随飞机转动过程中存在的 危险。

本发明的第二目的，以数字化的形式为飞机磁罗盘校准提供更为精确的磁 北基准，利用捷联磁航向算法进行数字修正，解决机械式校准仪的机加工加工 误差问题，提高校准设备的校准精度。

本发明的第三目的，使用数字滤波、数字显示，解决读值误差、指针晃动 等技术难题。

本发明的第四目的，使用提供内准星、更为准确的瞄准镜，提高校准仪的 定向精度，使用本发明可按《飞机磁罗盘校准的一般要求》(HB6627-92)中的 经纬仪法进行罗盘校准，提供了更多的测量方法。

本发明的第五目的，采用二轴加速度传感器为本发明提供数字水平基准， 解决现有飞机磁罗盘校准设备必须严格水平安装的技术难题。

本发明的第六目的，因为采用全数字化的形式提供磁北基准，并且提供了 对外的数字接口，为快速校准数字罗盘提供了可能性。