4。3 I2C通信 12

4。4 加速度计 14

4。5 磁阻传感器 14

4。6 UART接口与数据输出 15

4。7 本章小结 16

5 误差分析 17

5。1 误差来源分析 17

5。2 误差补偿方法 20

5。3 本章小结 20

6 误差补偿及补偿效果分析 21

6。1 加速度计的误差补偿 21

6。2 磁罗盘的倾角补偿 23

6。3 硬磁干扰校正 25

6。4 补偿效果分析 27

6。5 本章小结 30

结  论 31

致  谢 33

参 考 文 献 34

1  绪论

1。1  研究背景及意义

导航系统在航空航天、军事领域以及日常生活中的地位越发突出，而利用地球磁场确定航向角度是导航系统的关键组成部分。我国古代很早就有利用磁场进行方位指示的记载，北宋时期就已有在航海中利用指南针指示方向的文献记录。而由于机械制造工艺的限制使得传统的指南针等不能精确地指示方向角度信息，并且传统导航装置的体积重量等不能满足便携性的要求，所以传统的导航方式已经不能适应现代社会的需求。随着现代微机电技术（MEMS, Micro-Electro-Mechanical System，也叫做微电子机械系统）的高速发展，传感器性能得到大幅提升，使得研究一种便携式设备测量磁场信号并且实时处理来获取载体航向角度成为可能。

磁阻传感器的测量原理是利用磁性材料的磁阻效应，通过测量水平方向的磁场强度来来计算航向角度，但是在实际应用中尤其是在运动着的飞行器中，罗盘不能保持绝对水平状态，所以本文所设计的姿态测量模块将加速度计所得到的罗盘的倾斜角度信息与磁阻传感器所测量的航向角度信息进行融合，得到无论在水平状态或者是倾斜状态都能得到精确航向角度信息的磁罗盘系统，以适应广泛的应用场景。

1。2  国内外研究概况

1。3  本文主要研究内容及章节安排

本文主要设计了一种基于磁阻传感器和加速度计的姿态测量模块的软件设计，系统主要功能是对罗盘的航向角进行测量并且对误差进行校正补偿，减小系统误差从而提高航向的精确度。根据系统工作原理以及研究过程，本文主要章节安排如下：

第一章，绪论。首先介绍了此课题的研究背景以及研究意义，并阐述了国内外在此方向的研究概况。最后阐述了本文的章节安排。

第二章，航向测量的理论依据。航向角度是相对于某一坐标系而言的，本章简要介绍了地理坐标系以及载体坐标系的含义，其次介绍了航向角度测量的理论基础，包括加速度计测量俯仰角和横滚角的原理、磁罗盘测量航向角度的原理。论文网