典型的數(shù)字羅盤具有以下特點:
1.三軸磁阻傳感器測量平面地磁場,雙軸傾角補償。
2.高速高精度A/D轉(zhuǎn)換。
3.內(nèi)置溫度補償,最大限度減少傾斜角和指向角的溫度漂移。
4.內(nèi)置微處理器計算傳感器與磁北夾角。
5.具有簡單有效的用戶標校指令。
6.具有指向零點修正功能。
7.外殼結構防水,無磁。電子羅盤的原理是測量地球磁場,如果在使用的環(huán)境中還有除了地球以外的磁場且這些磁場無法有效的屏蔽時,那么電子羅盤的使用就有很大的問題,這時只能考慮使用陀螺來測定航向了。
電子羅盤由三維磁阻傳感器、兩個傾角傳感器和MCU構成。三維磁阻傳感器用來測量地球磁場,傾角傳感器是在磁力儀非水平狀態(tài)時進行補償;MCU處理磁力儀和傾角傳感器的信號以及數(shù)據(jù)輸出和軟鐵、硬鐵補償。該磁力儀是采用三個互相垂直的磁阻傳感器,每個軸向上的傳感器檢測在該方向上的地磁場強度。向前的方向稱為x方向的傳感器檢測地磁場在x方向的矢量值;向左或Y方向的傳感器檢測地磁場在Y方向的矢量值;向下或Z方向的傳感器檢測地磁場在Z方向的矢量值。每個方向的傳感器的靈敏度都已根據(jù)在該方向上地磁場的分矢量調(diào)整到最佳點,并具有非常低的橫軸靈敏度。傳感器產(chǎn)生的模擬輸出信號進行放大后送入MCU進行處理。磁場測量范圍為±2Gauss。通過采用12位A/D轉(zhuǎn)換器,磁力儀能夠分辨出小于1mGauss的磁場變化量,我們便可通過該高分辨力來準確測量出200-300mGauss的X和Y方向的磁場強度,不論是在赤道上的向上變化還是在南北極的更低值位置。
僅用地磁場在X和Y的兩個分矢量值便可確定方位值:
Azimuth=arcTan(Y/X)