[发明专利]一种电子罗盘校准方法

说明书

本发明公开了一种校准电子罗盘的测试板，包括平板和侧板，侧侧板固定在平板上，所述侧板由n个侧壁组合成多边形，侧壁垂直于平板，侧壁的数量n≥3。本发明通过将待校准的电子罗盘放置在平板上，贴着所有侧壁外侧放置并记录磁力计每个点的磁场值和角度值，然后通过插值法对数据处理，从而得出磁场与角度的对应关系，而且可以融合加速计测得的横滚角与俯仰角，进而根据磁力计测量得到的磁场大小来求解相应的角度值，不仅能实现平面二维的高精度校准要求，更能实现三维全空间立体的高精度校准要求。本发明的测试板结构简单，操作方便，不需要使用复杂的测试设备，为终端用户的使用带来极大的便利，终端用户可以自行对电子罗盘进行校准。

技术领域

本发明涉及利用电子罗盘进行导航的技术领域，特别是涉及一种校准电子罗盘的校准方法。

背景技术

近年来，随着社会的进步与科技的发展，定位及导航在人们生活中的地位和作用越来越重要。定位与导航的快速发展不仅影响了人们的生活理念，同时也深刻的改变着人们的生活方式。因此，在不同应用场景下，定位与导航的校准工作就变得越发重要，例如军事领域中，要想提高导弹等武器的精确打击能力，精准导航的重要意义和作用显得尤为突出。同时，如何在GPS信号丢失或是被外来因素干扰的情况下依旧能实现导弹的精确制导也是关乎战场能否取胜的关键。在海洋勘探领域中，海底的环境复杂、恶劣、GPS信号无法穿透海水到达海洋探测器，因此海洋探测器不能依靠GPS信号实现定位与导航，此时通过惯性导航和地磁导航系统进行海洋勘探也就变得十分必要了。在日常生活中，现代化的生活方式给人们带来极大便利的同时，也带来了不少的困扰，例如车辆导航时经常会发生车辆实际位置与GPS定位的车辆位置不一样，导致被指向错误的路线，这也说明了GPS导航的不确定性很高。

目前的导航与定位系统主要还是依赖于GPS全球定位系统，该技术已相对成熟，并被广泛应用于手机导航、儿童户外定位手表、车辆导航等应用领域。我国近几年自行研制的北斗导航系统快速发展，取得了相当巨大的成就。但不管是GPS还是北斗导航，都有其固有的缺陷，最主要的就是其定位信号对于环境的依赖性比较高。例如，在高楼大厦、高架桥梁、室内等环境下，由于导航信号被反射或者被遮挡，定位效果大大降低，导航精度也得不到有效的保证，无法完成定位和导航。由于地磁场本质上具有长期稳定性和极高的穿透能力，因此，以地磁场为基础的磁力计配合惯性导航系统，就可以解决上述类似情况下的精确导航。

实际应用中，由磁力计和加速度计组成的电子罗盘作为重要的导航工具，不管是在军事、航空航海、海底或者是地底勘探以及日常生活上都有着极其重要的意义和研究价值。现代的导航准要有以下几种方法：GPS、陀螺仪等，与这几种导航方式相比，电子罗盘导航具有以下几点明显的优势：1、磁力计依靠对地磁场的测量进行导航，而地磁场具有较高的长期稳定性，并且地磁场的穿透力强，不仅可以在室外完成导航任务，在室内也能不受遮挡物的影响而实现精确导航，同时受外界环境的影响非常小；2、由于地磁场穿透力强，因此具有极高的隐蔽性；3、相较于其他导航方式，磁力计的功耗低，体积小、研发投入少，同时精度还能达到一定的要求，因此磁力计的应用更加广泛，具有非常好的环境适应能力。

现有技术中，当电子罗盘的使用环境改变后，环境磁场也会发生变化，导致电子罗盘指向不准确，因此需要对电子罗盘进行校准，通常的方法都是对零偏、不正交误差、灵敏度误差等进行建模，用椭球拟合方法确定相应的参数并进行参数求解，但是通过椭球拟合方法校准的误差较大，不能满足高精度的校准要求。而且在椭球拟合过程中，需要将电子罗盘安装在专用的高精度的测试平台上，例如三轴无磁转台，通过精确调整三轴无磁转台转动的角度，测量磁力计在多个位置的磁场值用于进行椭球拟合校准，但是三轴无磁转台操作复杂，价格高，整个校准过程费时费力，因此终端用户的电子罗盘应用的周边环境磁场发生变化以后，很难对电子罗盘进行校准，影响终端使用的精度。

发明内容