1。1  课题研究的背景

为了适应未来的战争需要，世界各国都在不断的研制新型弹药，比如基于滑翔飞行原理的炮射子母弹、远程多管火箭、末敏弹及末端制导炮弹等，其中能够高效精确的打击敌方目标的武器是各个国家优先发展的武器。武器弹药精确的命中精度是现代武器发展的重要方向，他最终体现在对目标的精确打击，完成战前任务而又不过分的破坏非军事设施，也就是说精确命中目标本体，或制造出目标不能再有效履行功能的环境。 论文网

各种弹丸飞行姿态参数的获取都对弹丸的设计、弹体气动研究或引信设计具有重要意义，可以大大降低设计人员设计新产品的盲目性，缩短开发周期，提高工作效率，节省科研经费。因此，研究弹体飞行姿态参数的理论和方法，对加速开发过程和故障分析具有重要意义。本文主要研究了磁传感器在弹丸滚转角测量中的应用。

地球的磁场是相对稳定的，飞行体在飞行过程中总是处于地磁场中。如果我们可以利用好这个资源，定能够在飞行体的飞行定姿中起很大作用。利用磁传感器测量滚转角，误差不随时间累积，且具有体积小、可靠性高、响应快等优点。

1。2  本文的主要工作

本课题为飞行体滚转角测试黑匣子的设计，实验的目的是利用磁阻传感器来测量飞行体滚转角。磁阻传感器利用微弱的地磁场来测量飞行体在地磁场中的三维分量，装在飞行体内的磁阻传感器在随飞行体做飞行滚转运动时，其输出信号随滚转角的变化而产生变化，从而带有飞行体运动的滚转角信息。

本文的主要研究内容为： 

1、了解地磁测量滚转角的研究现状，分析了地磁测试原理，以及利用磁阻传感器测量滚转角的原理。

2、研究了磁阻传感器的工作原理及其设计，分析了磁阻传感器在飞行体滚转角测试中的应用。

3、设计了测量飞行体滚转角的电路，通过实验测得一系列数据，并对实验电路进行了改进。 

4、数据分析。本文最后分析了实验所得数据，并通过公式的计算的到相对滚转角的图像，并对后期图像中出现的干扰数据进行了分析，并对该问题的解决进行了讨论。

5、对本文的研究工作进行了总结，并提出了系统的进一步优化。

2  磁场模型的建立及传感器的选择

2。1  地磁场基本理论及地磁模型

在地球表面和近地空间附近存在有磁场,人们称它为地磁场。地磁场是一个具有方向性的弱磁场。虽然地磁场很弱,但是在世界各个地方分布有一定的规律，并且差异很大,一般来说，在地面上，其平均磁感应强度约为 0。5×10-4 T,在地球的两磁极约为 0。6×10-4T～0。7×10-4T,在赤道上约为0。4×10-4T。这是地磁场的一个显著特点。

地磁场由两部分组成，包括基本磁场和变化磁场,其在成因上完全不同。基本磁场是地磁场的主要组成部分，占总成分的95%左右。它产生于地球内部,磁场相对稳定,变化缓慢。变化磁场：它为地磁场的各种短期性的变化,主要来源于地球的外部,产生的磁场很微弱。对于磁场的产生原因也就分两个部分，基本磁场主要产生于地球本身,其形成原因是由于地核内部包含大量的铁磁质元素，在高温高压的作用下产生自由电子,自由电子的产生提高了地层导电率,并在地核与地幔之间不停的流动,由安培环路电流可知，电子的定向移动产生定向的磁场,这就像将一个比较稳定的磁偶极子置于地心,然后产生南北方向的两个磁极。它的两极接近于地球的两极:地磁北极位于地理南极点附近，地磁南极位于地理北极点附近,。地球磁场示意图如图 2。1 所示。从图中可以看出，北半球的地球磁场是向下指向北方的,在南半球中是向上指向北方的，而在赤道处，它水平指向北方。在任何情况下,地球表面磁场的方向总是由地磁北极指向地磁南极，也就是地理方向的从南向北。