一种用于船舶气象仪的电子罗盘设计
发布时间：2020-02-11 07:05
【摘要】：以三轴电子罗盘测量基本原理和计算方法为基准,以XMEGA128A1微处理器、内部集成三轴加速度分量和三轴地磁场分量输出的集成芯片LSM303C为硬件电路核心,利用三轴加速度分量计算俯仰角、横滚角补偿电子罗盘的测量方式,运用CORDIC算法实现在微处理器XMEGA128A1上对罗盘进行倾角补偿计算,获得准确的方位角。试验结果表明,此方法设计的电子罗盘精度高、响应快、体积小,能较好地为船舶气象设备提供准确的方位角信息。
【图文】：
智能船舶—240—由表1可知，COARDIC算法对电子罗盘进行倾角补偿可以将补偿前的±2.7°误差范围降低到补偿后±0.6°，提高了摇摆状态下罗盘的测量精度。船舶气象仪将运动状态下准确的地磁偏角信息发送到上位机软件，图9表示从上午9:10到10:15时刻间每分钟输出的方位角信息，图10表示船舶的运动轨迹，用箭头表示图9方位角输出信息图图10船舶运动轨迹方位图5结论综上所述，，以船舶为载体，利用微处理器XMEGA128A1和集成芯片LSM303C，通过COARDIC算法对三轴地磁分量进行补偿计算，可得到准确的方位角，不需要依靠单独倾角传感器实现方位角的补偿计算，系统组成简单，实现方法可靠，能够满足船舶气象仪在船舶航行方面对三轴电子罗盘的使用参数要求。该方法设计出的三轴电子罗盘在船舶气象观测设备中具有一定的应用和推广价值。参考文献：[1]王文涛,姜锦英.船舶气象仪[J].海洋技术,2001,20(2):38-40.[2]刘迪仁.地磁观测技术的原理与应用[J].电子制作,2015(5):38.[3]李星星,贾奇,王兆兵,等.地磁偏角测定[J].数字技术与应用,2011(10):146-147.[4]闫辉,肖汉昌.一种海洋环境地磁场三分量的测量方法[J].海军工程大学学报,2005,17(6):80-83.[5]邵婷婷,马建仓,胡士峰，等.电子罗盘倾斜及罗差补偿算法研究[J].传感技术学报,2007,17(6):80-83.[6]杨宏,李国辉,刘立新.基于FPGA的CORDIC算法的实现[J].西安邮电学院学报,2008,13(1):75-77.[7]李翔,李智.CORDIC算法在三轴电子罗盘中的应用[J].电子技术应用,2010(6):144-147.[8]陆鹏威,梅杓春.基于CORDIC算法实现三角函数的运算[J].国外电子测量技术,2008,27(1):10-12.[9]张爱军,王昌明,赵辉.三轴电子罗盘的磁航向角误差补偿研究[J].传感器与微系统,2008,27(8):33-35.[10]V.Considine
智能船舶—240—由表1可知，COARDIC算法对电子罗盘进行倾角补偿可以将补偿前的±2.7°误差范围降低到补偿后±0.6°，提高了摇摆状态下罗盘的测量精度。船舶气象仪将运动状态下准确的地磁偏角信息发送到上位机软件，图9表示从上午9:10到10:15时刻间每分钟输出的方位角信息，图10表示船舶的运动轨迹，用箭头表示图9方位角输出信息图图10船舶运动轨迹方位图5结论综上所述，以船舶为载体，利用微处理器XMEGA128A1和集成芯片LSM303C，通过COARDIC算法对三轴地磁分量进行补偿计算，可得到准确的方位角，不需要依靠单独倾角传感器实现方位角的补偿计算，系统组成简单，实现方法可靠，能够满足船舶气象仪在船舶航行方面对三轴电子罗盘的使用参数要求。该方法设计出的三轴电子罗盘在船舶气象观测设备中具有一定的应用和推广价值。参考文献：[1]王文涛,姜锦英.船舶气象仪[J].海洋技术,2001,20(2):38-40.[2]刘迪仁.地磁观测技术的原理与应用[J].电子制作,2015(5):38.[3]李星星,贾奇,王兆兵,等.地磁偏角测定[J].数字技术与应用,2011(10):146-147.[4]闫辉,肖汉昌.一种海洋环境地磁场三分量的测量方法[J].海军工程大学学报,2005,17(6):80-83.[5]邵婷婷,马建仓,胡士峰，等.电子罗盘倾斜及罗差补偿算法研究[J].传感技术学报,2007,17(6):80-83.[6]杨宏,李国辉,刘立新.基于FPGA的CORDIC算法的实现[J].西安邮电学院学报,2008,13(1):75-77.[7]李翔,李智.CORDIC算法在三轴电子罗盘中的应用[J].电子技术应用,2010(6):144-147.[8]陆鹏威,梅杓春.基于CORDIC算法实现三角函数的运算[J].国外电子测量技术,2008,27(1):10-12.[9]张爱军,王昌明,赵辉.三轴电子罗盘的磁航向角误差补偿研究[J].传感器与微系统,2008,27(8):33-35.[10]V.Considine
【图文】：
智能船舶—240—由表1可知，COARDIC算法对电子罗盘进行倾角补偿可以将补偿前的±2.7°误差范围降低到补偿后±0.6°，提高了摇摆状态下罗盘的测量精度。船舶气象仪将运动状态下准确的地磁偏角信息发送到上位机软件，图9表示从上午9:10到10:15时刻间每分钟输出的方位角信息，图10表示船舶的运动轨迹，用箭头表示图9方位角输出信息图图10船舶运动轨迹方位图5结论综上所述，，以船舶为载体，利用微处理器XMEGA128A1和集成芯片LSM303C，通过COARDIC算法对三轴地磁分量进行补偿计算，可得到准确的方位角，不需要依靠单独倾角传感器实现方位角的补偿计算，系统组成简单，实现方法可靠，能够满足船舶气象仪在船舶航行方面对三轴电子罗盘的使用参数要求。该方法设计出的三轴电子罗盘在船舶气象观测设备中具有一定的应用和推广价值。参考文献：[1]王文涛,姜锦英.船舶气象仪[J].海洋技术,2001,20(2):38-40.[2]刘迪仁.地磁观测技术的原理与应用[J].电子制作,2015(5):38.[3]李星星,贾奇,王兆兵,等.地磁偏角测定[J].数字技术与应用,2011(10):146-147.[4]闫辉,肖汉昌.一种海洋环境地磁场三分量的测量方法[J].海军工程大学学报,2005,17(6):80-83.[5]邵婷婷,马建仓,胡士峰，等.电子罗盘倾斜及罗差补偿算法研究[J].传感技术学报,2007,17(6):80-83.[6]杨宏,李国辉,刘立新.基于FPGA的CORDIC算法的实现[J].西安邮电学院学报,2008,13(1):75-77.[7]李翔,李智.CORDIC算法在三轴电子罗盘中的应用[J].电子技术应用,2010(6):144-147.[8]陆鹏威,梅杓春.基于CORDIC算法实现三角函数的运算[J].国外电子测量技术,2008,27(1):10-12.[9]张爱军,王昌明,赵辉.三轴电子罗盘的磁航向角误差补偿研究[J].传感器与微系统,2008,27(8):33-35.[10]V.Considine
智能船舶—240—由表1可知，COARDIC算法对电子罗盘进行倾角补偿可以将补偿前的±2.7°误差范围降低到补偿后±0.6°，提高了摇摆状态下罗盘的测量精度。船舶气象仪将运动状态下准确的地磁偏角信息发送到上位机软件，图9表示从上午9:10到10:15时刻间每分钟输出的方位角信息，图10表示船舶的运动轨迹，用箭头表示图9方位角输出信息图图10船舶运动轨迹方位图5结论综上所述，以船舶为载体，利用微处理器XMEGA128A1和集成芯片LSM303C，通过COARDIC算法对三轴地磁分量进行补偿计算，可得到准确的方位角，不需要依靠单独倾角传感器实现方位角的补偿计算，系统组成简单，实现方法可靠，能够满足船舶气象仪在船舶航行方面对三轴电子罗盘的使用参数要求。该方法设计出的三轴电子罗盘在船舶气象观测设备中具有一定的应用和推广价值。参考文献：[1]王文涛,姜锦英.船舶气象仪[J].海洋技术,2001,20(2):38-40.[2]刘迪仁.地磁观测技术的原理与应用[J].电子制作,2015(5):38.[3]李星星,贾奇,王兆兵,等.地磁偏角测定[J].数字技术与应用,2011(10):146-147.[4]闫辉,肖汉昌.一种海洋环境地磁场三分量的测量方法[J].海军工程大学学报,2005,17(6):80-83.[5]邵婷婷,马建仓,胡士峰，等.电子罗盘倾斜及罗差补偿算法研究[J].传感技术学报,2007,17(6):80-83.[6]杨宏,李国辉,刘立新.基于FPGA的CORDIC算法的实现[J].西安邮电学院学报,2008,13(1):75-77.[7]李翔,李智.CORDIC算法在三轴电子罗盘中的应用[J].电子技术应用,2010(6):144-147.[8]陆鹏威,梅杓春.基于CORDIC算法实现三角函数的运算[J].国外电子测量技术,2008,27(1):10-12.[9]张爱军,王昌明,赵辉.三轴电子罗盘的磁航向角误差补偿研究[J].传感器与微系统,2008,27(8):33-35.[10]V.Considine
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