基于改进巨磁阻传感器的地磁定向系统.pdf

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1、第24卷第2期传感技术学报Vo1．24No．22011年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．201lGeomagneticOrientationSystemBaseonImprovedGMRSensorLUZhicai，MIDong，XUZhangsui，Hongfei，GENGJieheng(1312：．DUenpita~6m39e98n92t，PL4，BLueoriynagn螂g10407019040孽3，C，hCihniana；一⋯，]／fAbstract：Anewlydevelo

2、pedgeomagneticorientationsystemisintroducedinthispaper．Theconstitutionandtheoryofthesystemarepresented．WegetthedataofgeomagneticfieldbytheGMRsensor．ForsomecharacterofGMRcannotfulfilltheneedofmeasurement．weimprovesomecharacterofthesensor．Becauseofthecomplexnoiseinthesig

3、nal，weusewaveletmethodtodecreasethenoiseS．Intheend，webrieflydescribetheapplicationandtheprospectoftheorientationsystem．Keywords：GMR；sensor；orientationsystem；waveletde—noiseEEACC：5180doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2011．02．028基于改进巨磁阻传感器的地磁定向系统术卢志才，米东，徐章遂，武鸿飞，耿杰恒，，1．军械工程学院电

4、气工程系，石家庄050003；、I2．中国人民解放军63999部队，北京100094；II3．中国人民解放军63892部队，洛阳471003／摘要：介绍了一种新的地磁定向系统的组成及其工作原理，利用巨磁阻传感器，测量地磁场，实现定向。由于巨磁阻传感器的一些特性不满足测量要求，对其进行了改进，设计了地磁定向系统，得到了测试数据。数据中含有一定的噪声，利用小波对其进行去噪处理，提取地磁场信号特征，进而实现快速准确定向，最后简单分析了该定向系统的应用前景。关键词：巨磁阻效应；传感器；定向系统；／b波降噪；中图分类号：TM937文献标识码：

5、A文章编号：1OO4—1699(2O11)02—0304—04地磁场是地球系统的基本物理量，是地球的固有器主要有磁通门、磁阻传感器、巨磁阻传感器资源，为航空、航天、航海提供了天然的坐标系，可应(GMR)等卜，和磁通门传感器相比，GMR传感器用自行火炮的定向及姿态控制。忽略空间电离层磁结构简单、价格低廉，和磁阻传感器相比，强磁场不场干扰，地磁场可以认为是由主磁场和异常磁场两部会是GMR传感器“翻跟头”或者输出方向，因此利分组成。主磁场来源与地壳以下的地幔和地核，约占用巨磁阻传感器测量地磁场进而实现导航定向有着总磁场的95％，稳定的地磁

6、为定向提供了资源。广阔的应用前景⋯。相对于其它的定向设备，诸如GPS定向和陀螺目前，飞机、舰船等对陀螺校准一般采用磁罗定向，地磁定向具有适用范围广、隐蔽性能好、不易盘，但使用磁罗盘的过程中，需要飞机、舰船旋转一受干扰、成本低廉等优势，近年来随着多种新型磁场周来补偿罗差，这种操作复杂，有些场合下不能够很测量元件的不断问世和发展，磁场测量仪器的测量好的完成¨J。本文设计的定向系统采用步进电灵敏度不断提高。机驱动传感器旋转一周，同时实现定向和校准，较好能够用于测量地磁场进而实现定向的磁性传感的解决了这一问题，具有广泛应用范围。项目来源：国

7、家自然科学基金项目(50475053)收稿日期：2010—06—03修改日期：2010—09—10第2期卢志才，米东等：基于改进巨磁阻传感器的地磁定向系统305为在有磁场下的电阻变化值，指磁场方向与传感1定向原理及其系统组成器敏感轴线方向的夹角，其值为0。一360。。实际的地磁场是一个弱磁场，在地面上平均磁感应强传感器已将电阻变化转换为电压变化输出。当度约为0．5Gauss，地球磁场的强度()，表现在3为0。(外加磁场方向与传感器敏感轴线方向相同)个轴上的值为、和日：。如图1所示，为磁时，R值最小(即输出信号最强)；当为180。时，

8、R场方向，、、分别为在x，Y，z轴上的分值最大(即输出信号最弱)。传感器在平面上旋转量。如果磁传感器在平面上旋转一周测量一周内的一周，得到一个正弦信号，正弦信号的最大值对应地地磁场，磁传感器轴向方向为半径方向，在圆上任意磁北极，最小值