电子罗盘也可以按照它们所使用的传感器的测量原理分为霍尔效应式电子罗盘、磁通门式电子罗盘和磁阻式电子罗盘[5]。

霍尔效应式电子罗盘：利用霍尔效应的磁传感器。霍尔效应早已在100多年前就已经被发现，但是由于一般的材料霍尔系数都比较小，若是用来进行较弱的磁场测量精度很难达到要求。不过，当半导体被发现后，其霍尔系数较大，使其能够测量一些较强的磁场，且功耗低，成本低是其一大特色。不过由于测量原理的限制，测量精度不够高是它无法避免的缺陷。

磁通门式电子罗盘：使用磁通门式传感器。磁通门式传感器利用磁饱和法来测量弱磁场。这种磁传感器在本世纪30年代就开始应用于地磁场的测量，如今在弱磁场的测量中仍使用广泛。该传感器具有分辨力较高，弱磁场的测量范围较宽，可靠、简易、价廉、耐用，等优点。但是比较复杂的处理电路、较大体积和较大的功耗，是该类型的传感器发展的限制。

磁阻传感器拥有体积小，响应迅速等优点，也存在遇到较强的反向磁化磁场就会影响测量材料的磁化，进而影响测量精度的问题。不过现今它的这个缺陷已经找到了解决方案，即在传感器中增加一个强电流带进行周期性磁化，从而减小外界磁场的干扰。虽然该方案对系统的电路的稳定性产生一定的影响，不过已经实现了，并被Honeywell公司申请了专利。综合来看，电子罗盘的主流还是使用磁阻式传感器的电子罗盘。

1。2电子罗盘的国内外研究现状

1。3论文的主要内容和组织结构

本文以三轴电子罗盘为研究对象，通过查阅并学习相关资料文献，了解了磁罗盘的原理和国内外电子罗盘的研究现状和发展方向。在说明了平面电子罗盘和三维电子罗盘的测量原理之后也说明了三轴磁阻传感器和加速度传感器的测量原理，在此基础上采用三轴磁阻传感器HMC5883L，加速度计传感器ADXL345，微控制器LPC1114FBD48，构建了一个成本低、稳定性较好、体积小的三轴电子罗盘。完成了每个模块的硬件设计和软件设计。并针对软磁干扰和硬磁干扰使用椭圆拟合算法进行校正，验证了椭圆拟合算法的有效性。

本文的组织结构如下：

第一章介绍了三维电子罗盘的设计背景和意义，以及磁罗盘的国内外研究现状，同时介绍了本文的主要内容和组织结构。

第二章主要介绍了电子罗盘测量的各个参数和测量原理，说明了所设计的三轴电子罗盘的构成模块，并介绍了RS232串口通信接口标准和I2C总线标准。

第三章进行三轴磁阻电子罗盘的硬件设计，包括介绍硬件开发工具AD9及各个模块的外围电路等硬件设计，最终完成了三轴磁阻电子罗盘的原理图设计。

第四章主要介绍系统的软件设计。通过了解LPC1114的相关资料，在Keil中编写主程序、驱动程序、UART通信程序、I2C通信程序和航向角、姿态角计算的程序，并完成了下载调试，实现系统功能。

第五章通过对电子罗盘误差产生的分析，针对软硬磁干扰提出利用椭圆假设进行校正，对输出进行椭圆拟合，用MATLAB绘图验证算法的可靠性。

最后，总结所做的工作，讨论不足之处，展望未来，指出电子罗盘的发展方向。

1。4本章小结

本章首先介绍了导航系统和电子罗盘的研究背景、原理及发展，并大致描述了国内外电子罗盘的近况，最后说明了论文的主要研究内容和论文的组织结构。

2三维电子罗盘的整体介绍

2。1三维电子罗盘的测量参数

本文所设计的电子罗盘是磁阻式电子罗盘，测量原理是一些半导体和金属物质在变化的磁场中自身的阻值会随之变化。为了更好地说明三轴磁阻式电子罗盘如何测量载体的航向角、姿态角，不仅需要了解磁阻传感器所利用的磁阻效应，还要说明三轴磁阻式电子罗盘的各个测量参数的含义。