指南针罗盘方向角的计算 方法

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1、测量设备臂的方向角实现方案：MPU6050（6轴陀螺仪芯片）+HMC5883（三轴磁阻传感器）电子罗盘测向原理磁罗盘通过测量地磁场水平方向分量确定磁北极方向并推算出其他的方向。当罗盘水平放置时，传感器坐标系的X、Y轴在水平面内，X轴位前进方向，Y轴垂直于X轴向右，Z轴沿重力方向向下，从磁北方向沿顺时针到X轴的夹角即为方位角α。但是实际应用中，电子罗盘并不是总处于水平位置，需要根据加速度传感器测出俯仰角和滚转角，通过坐标变换，将磁传感器测得的磁场强度分量折算到水平方向，在计算方位角。俯仰角φ为罗盘纵轴Y与水平面之间的夹角，滚转角θ为罗盘

2、Z轴与过X轴的铅垂面之间的夹角。当罗盘不水平时测得的加速度g在罗盘三轴方向的分量分别为、、，则根据坐标关系可求得俯仰角和滚转角为：备注：MPU6050输出的数据端口为16位，当量程为±2g时，测量精度是16384LSB/g，加速度传感器输出得到的数据需要除以16384得到真正的加速度值。16384*2=32768，32768*2=65536=2^16，MPU6050的ADC是16位的，所以不管测量范围多大，最终的输出范围都不会超过65535，所以测量范围越大，精度就越低。假设磁阻传感器在测得罗盘坐标轴方向磁场分量分别为、、，则由坐标关

3、系换算可得磁水平方向分量：利用三角函数关系可以得到方位角α：由于地磁北极与地理南北极存在磁偏角，要准确的得到南北极方向必须进行磁偏角矫正，即加上或减去当地的磁偏角得出前进方向与真正的地理北极夹角即真北方位角A，当所在地的磁偏角β已知时，真北方位角A=α+β。HMC5883相关性能参数列表造成磁传感器的主要因素有：传感器误差和其它磁材料干扰等。经查转换成方位角的精度为1°~2°。各地磁偏角：漠河11°00' 　　齐齐哈尔9°54' 　　哈尔滨9°39' 　　长春8°53' 　　满洲里8°40' 　　沈阳7°44' 　　旅大6°35' 　

4、　北京5°50' 　　天津5°30' 　　济南5°01' 　　呼和浩特4°36' 　　徐州4°27' 　　上海4°26' 　　太原4°11' 　　包头4°03' 　　南京4°00' 　　合肥3°52' 　　郑州3°50' 　　杭州3°50' 　　许昌3°40' 　　九江3°03' 　　武汉2°54' 　　南昌2°48' 　　银川2°35' 　　台北2°32' 　　西安2°29' 　　长沙2°14' 　　赣州2°01' 　　衡阳1°56' 　　厦门1°50' 　　兰州1°44' 　　重庆1°34' 　　遵义1°26' 　　西宁1°22'

5、 　　桂林1°22' 　　贵阳1°17' 　　成都1°16' 　　广州1°09' 　　柳州1°08' 　　东沙群岛1°05' 　　昆明1°00' 　　南宁0°50' 　　湛江0°44' 　　凭祥0°39' 　　海口0°29' 　　拉萨0°21' 　　珠穆朗玛0°19' 　　西沙群岛0°10' 　　曾母暗沙0°24'(东） 　　南沙群岛0°35'(东） 　　乌鲁木齐2°44'(东）