高音[1]2000年在《磁通门罗盘的研究》文中认为本文通过对磁通门的现象、工作原理和特点的分析，探讨了它作为方向指向系统代替航海上传统的磁罗经的必要性和可行性，同时，介绍了磁通门探头的结构，并根据磁通门探头受聚、退磁效应的影响，对其数学模型进行了修正；还针对磁通门探头参数的选择作了分析说明；本文还进一步对磁通门罗盘的设计和研制的方法作了简单介绍。在上述工作的基础上，研制出磁通门罗盘。并在没有外界磁干扰而仅在地磁场状态下，对其在八个方向的指向度数进行了测量，并与磁罗经实际的指向进行了比较，结果表明：罗盘水平时其最小误差为0°，最大误差为0°.4，平均误差为0°.2。最后对误差和进一步研制海上使用的磁通门罗盘需解决的问题进行了分析。
张庆[2]2011年在《惯性/地磁组合航姿系统》文中认为自主式航姿基准系统是水下无人运载器执行各种功能任务的保证。本文基于地磁导航和捷联惯性导航两种方法开展有关用于小型水下无人运载器的全自主组合航姿基准系统研究。采用自研的磁通门罗盘为组合系统提供地磁航向信息。设计输出灵敏度与次级线圈的匝数成反比的电流输出型的双铁芯磁通门传感器作为地磁测量传感器,与传统电压输出型磁通门传感器相比,电流输出型传感器有利于减小磁通门罗盘的体积和降低工艺难度。针对传统二次谐波检测法不能充分利用信号有用分量的不足,提出了复合偶次谐波检测法通过增加磁通门信号中被检测偶次谐波的数量提高传感器的灵敏度。为减小模拟电路的不稳定对磁通门罗盘航向解算精度造成的不利影响,设计了数字方法实现的信号处理和跟踪式航向解算单元。为改善磁通门罗盘的动态性能,构建了地磁航向信号数字随动系统。为了补偿由于水下无人运载器上铁磁性物质导致的磁通门罗盘自差,从地磁力、硬铁磁力和软铁磁力三方面对磁通门罗盘的自差成因进行了力学分析,推导了自差的大小和正负与水下无人运载器所在的磁纬度、航向以及是否倾斜的关系。提出了利用电磁方式代替传统的校正磁棒补偿磁通门罗盘的倾斜和硬磁自差的方法。提出了基于最小二乘的磁通门罗盘软磁自差补偿方法。实验结果表明,本文提出的整套磁通门罗盘的自差补偿方法正确,操作难度和复杂度低,可操作性强。由于光纤陀螺的随机误差是捷联惯导系统的主要误差源,本文采用时间序列分析法对光纤陀螺的随机误差进行建模研究。采用Allan方差法分离了光纤陀螺的各主要随机误差源,精确确定了各项误差系数的大小。对随机误差数据进行了趋势项、周期项、自相关、偏自相关的分析。研究了自回归和滑动平均(Autoregressive and Moving Average,简称ARMA)模型阶次搜索算法,将模型适用性检验法中的贝叶斯信息准则(BIC)用于模型阶次搜索,把二维搜索转化为一维搜索,得到了模型阶次的一致性估计。提出一种改进U-C算法用于长自回归模型计算残差法的模型参数估计过程,避免了递推估计法引入的累积误差,通过正序和逆序二次使用漂移序列的信息,提高了参数估计精度。根据随机误差建模结果,设计了卡尔曼滤波器对光纤陀螺数据进行滤波。滤波估计误差的统计特性和Allan方差分析结果表明,本文的建模方法能够指导滤波器设计有效抑制光纤陀螺的随机误差。为了提高系泊状态下捷联惯导系统的初始对准速度和精度,在粗对准过程中引入基座惯性坐标系以有效地分离载体摇摆运动干扰对系统对准精度的影响,通过组合磁通门罗盘航向信息提高了粗对准的快速性。在精对准参数辨识过程中引入可变遗忘因子,通过适时改变遗忘因子的大小和步长有效地跟踪参数的变化以提高对准的速度和精度。为提高组合系统的容错能力,利用递推和惯导系统辅助判断的方法对磁通门罗盘的航向信息进行滤波处理。为了提高航姿解算的效率,对组合航姿系统模型进行了合理近似。由于难以获得系统噪声的准确统计特性,采用H∞滤波技术提高系统的鲁棒性。实验结果表明,本文提出的组合航姿基准系统方案具有较好的工程参考价值。
徐搏[3]2008年在《磁通门罗经系统的设计与应用》文中研究说明在各种测磁和测角方法中,磁通门技术最适用于与电子系统和计算机配套,具有在各种恶劣环境和复杂工作条件下的适应性,并且与其它电子设备和计算机配套以后的性能大为改善,便于实现智能化。在国外,磁通门罗盘基本淘汰掉了永磁体罗盘。磁通门探头良好的矢量响应性可以使磁通门罗盘具有很高测角精度,磁通门探头简单、可靠和便于小型化。考虑到磁罗经的缺点和磁通门技术的特点,可以利用磁通门技术研究出一种新式的利用地磁作用力的罗经系统。它可以满足以下几点:1这套系统应该具有旧式磁罗经的一切优点,例如可以仅借助地磁作用力就可独立工作,结构简单,运行可靠等。2磁通门罗经系统保持与原系统的兼容性,即新式的罗经系统应能尽量利用船上原有的航向指示系统,以减小技术改造成本。具体实现起来应表现为,新系统保留与原磁罗经系统的全部接口,且接口标准不变。3本系统中加入了微机控制部分提高自差消除精度。微机控制部分主要完成以下功能:1)航向角的解算。微机把磁通门电路部分处理后的磁通门探头的航向信息解算成数字码。为了满足精度要求,航向角的数字码位宽为16位,即系统动态范围约为0.0055°。2)自差的补偿。本论文参考磁罗经自差补偿的通常所采用的“爱利法”,通过编程利用单片机实现校正算法来得到真实的航向角。3)航向信息的发送和显示。单片机将校正后的航向角信息以数字的方式发送。磁通门技术的基本原理是磁通门探头将环境磁场调制成偶次谐波感应电势,这个偶次谐波感应电势的大小随环境磁场的强弱变化。为实现精确测量,一般在实际应用中多采用双铁芯磁通门,设计成差分输出探头来消除磁通门探头变压器效应的感应电势。根据磁通门探头输出信号的特性,本课题采用二次谐波选择法检测环境磁场。二次谐波选择法即通过检测磁通门探头输出信号的偶次谐波感应电势中二次谐波分量的大小和极性以解算环境磁场的强弱和方向。地球本身是一个带有N、S两个磁极的大球体,其表面的直流磁场大体上是比较均匀的,在地球表面的任意一点都可将磁场的强度分解为水平和垂直两个分量。由于磁通门信号具有良好的矢量响应特性,因此在水平面内垂直放置两个磁通门探头作为水平面内坐标系的两个轴,就可以将地磁场水平分量在水平面内两个轴上分解,即得到与地球磁场北极方向相关的两路正弦和余弦调制信号,其幅值分别正比于测量绕组与地球磁北极方向之间的正弦和余弦角,其正负则与测量绕组的指向相位相关。如果能够解算出这个正弦角或余弦角的大小即可得到载体与地磁北极的夹角,从而也得到了载体的航行方向。因此,在水平面内垂直放置的两个磁通门探头就构成了一个罗经系统的方向传感器。磁通门探头构成的方向传感器、磁通门电路和航向显示发送部分就构成了磁通门罗经系统。方向传感器可由在水平面内垂直放置的两个磁通门探头构成。磁通门电路的主要功能是将磁通门探头的输出信号中的有用信号正确地检测出来,进而将方向传感器输出的航向信息正确表达出来。正确地检测有用信号,需要根据信号特性设计合适的滤波器。表达航向信息的涵义就是将载体航向信息的物理信号转化成为适合我们处理和使用的数字信号。在本系统中,根据系统的应用要求和课题目的,我们采用了跟踪式航向-数字转换方案。系统采用AVR单片机接收航向信息的数字码并对数字码进行解算和补偿,提高系统的精度。磁通门罗经系统是以地磁矢量为基准指示航向的,但由于许多原因,环境磁场对磁通门传感器感应的地磁信号产生干扰,从而导致了磁通门罗经系统的方向传感器的输出存在一定的误差,即自差。自差表现为船磁场致使罗经北偏离磁北方向一个夹角而产生自差。在钢铁船舶上,磁罗经自差一般可达到几十度之多。因此,若不对自差进行补偿,本系统将失去实际应用意义。本系统中自差的补偿是通过在单片机种运行补偿算法程序实现的。实验表明,系统的原理样机的实验结果基本达到了预期指标。
杨晓东, 陈利敏[4]2008年在《磁通门罗盘的数字信号处理方法》文中研究指明为提高磁通门罗盘的指向精度和稳定性,提出了磁通门罗盘的数字信号处理方法。利用微处理器直接产生激励信号,通过模数转换采集磁通门传感器感应的磁场信号,对所采集的原始信息进行傅里叶变换获取偶次谐波,得到罗盘方位值。计算结果表明:二次谐波的波形幅度在各偶次谐波中最大,其提取精度至少提高5倍,而且采用多个偶次谐波并行使用解算方位的方法,降低了原始噪声,增大了原始信息的利用率,提高了磁通门传感器的灵敏度,因此,数字信号处理方法可行。
王文彬, 程彦秋[5]1992年在《磁通门罗盘的原理》文中研究指明磁通门罗盘是一种新型罗盘。此罗盘的关键部件是探头,探头主要是由高导磁的软磁材料做成的磁环和线圈组成。当在初级线圈加上交变的激励信号时,即可得到与次级线圈在地磁场中相对应的磁方位角。本文介绍其原理,并对其进行了理论分析。
高音, 关正军[6]1998年在《磁通门罗盘的研究》文中研究说明作者通过对磁通门的原理和特点的分析，探讨了它作为方向指向系统代替航海中传统的磁罗经的必要性和可行性，同时对磁通门罗盘的研制方法作了介绍，并给出了测试结果。最后还对进一步研制海上使用的磁通门罗盘尚需解决的问题进行了分析。
王文彬, 程彦秋, 宁先鸿[7]1988年在《磁通门罗盘在动船测流中的应用》文中认为一、引言目前,动船测流系统中,流向传感器一般用的是光电编码罗盘。为了准确测量流向与测线之间的夹角,在测量过程中必须保证罗盘的零线与测线重合。实际中采用的方法是在仪器上安一个望远镜,测线两端各设一个标杆。在测量过程中专门由一个人用望远镜瞄准对岸的标杆,以使罗盘的零线不致偏移。这种方法的缺点是显而易见的。船行驶过程中的动荡不
汪雪莲, 朱旭辉, 龚凯[8]2015年在《抗倾斜小尺寸高精度地磁传感器研究》文中指出为提高磁通门罗盘的可靠性和测量精度、扩大其适用性,对抗倾斜小尺寸高精度地磁传感器的磁通门罗盘探头的电路进行了研究设计。经实际测量,探头均能达到小于0.3°的精度,实现-20°~20°的抗倾斜,均方误差精度也小于0.5°。
胡平, 孟宪萍, 江钩仁[9]1992年在《一种新型测向传感器——磁通门罗盘》文中提出本文对磁通门罗盘的基本工作原理、实验线路以及主要技术指标和一些测量数据作简要介绍,最后对仪器的误差进行简单分析并提出一些减小误差的改进措施。
高音, 关正军[10]1999年在《磁通门罗盘应用在航海上》文中研究指明此文是作者原稿《磁通门传感器的研究与分析》一文的摘录.文中描述了磁通门的原理和特点,并探讨了它作为方向指向系统代替航海上传统的磁罗经的必要性和可行性.
参考文献：
[1]. 磁通门罗盘的研究[D]. 高音. 大连海事大学. 2000
[2]. 惯性/地磁组合航姿系统[D]. 张庆. 哈尔滨工程大学. 2011
[3]. 磁通门罗经系统的设计与应用[D]. 徐搏. 哈尔滨工程大学. 2008
[4]. 磁通门罗盘的数字信号处理方法[J]. 杨晓东, 陈利敏. 交通运输工程学报. 2008
[5]. 磁通门罗盘的原理[J]. 王文彬, 程彦秋. 海洋技术. 1992
[6]. 磁通门罗盘的研究[J]. 高音, 关正军. 大连水产学院学报. 1998
[7]. 磁通门罗盘在动船测流中的应用[J]. 王文彬, 程彦秋, 宁先鸿. 水文. 1988
[8]. 抗倾斜小尺寸高精度地磁传感器研究[J]. 汪雪莲, 朱旭辉, 龚凯. 声学与电子工程. 2015
[9]. 一种新型测向传感器——磁通门罗盘[J]. 胡平, 孟宪萍, 江钩仁. 海洋与湖沼. 1992
[10]. 磁通门罗盘应用在航海上[J]. 高音, 关正军. 航海技术. 1999