融合当今先进的传感器与微电子技术,电子罗盘为各种需要精确导航的应用场合提供了高性价比、高可靠性的解决方案。电子罗盘无论在军用或民用领域均有重要的实用价值,其市场需求与发展潜力均十分可观,因而近年来国内外众多厂家、科研机构与高校都投入了研制电子罗盘的行列。电子罗盘的研制涉及到地磁场检测、信号调理、模数转换、数字信号处理、罗盘载体姿态与航向解算、数据显示或传送等各方面,需要有相应的理论研究与实践加以支持,这正是本文研究的出发点与目的。为保证和提升电子罗盘的性能,本文主要进行了以下几方面的工作:⑴对数据采集流程及数字滤波算法进行了设计,以获得可靠的地磁场与重力加速度数据。⑵分析了如何根据地磁场与重力加速度数据求解罗盘载体的姿态与航向,并通过使用CORDIC(坐标旋转数字计算机)算法提高这一计算过程的效率。⑶运用改进的12姿态法对电子罗盘的传感器误差进行校正。⑷验证了基于椭圆假设的罗差校正算法。⑸对基于NMEA0183标准的HMR3000电子罗盘通信协议进行了详细解析,并在电子罗盘样机中实现与该协议兼容的串口通信功能。最后,对采用本文研究成果的电子罗盘样机进行了与HMR3000的对比测试。实验结果显示,该样机在±60°倾角范围内的倾角测量精度优于1°,水平姿态下航向测量精度优于1.5°,并具有完善的串行通信功能,具备良好的实用性。