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指南針是我國(guó)四大發(fā)明之一,主要用于只是方向,使得人們可以隨時(shí)知道自己所處方向。
主控板上三個(gè)按鍵,一個(gè)為測(cè)量開(kāi)關(guān)鍵,一個(gè)為指南針測(cè)量鍵,一個(gè)為測(cè)距鍵。開(kāi)關(guān)鍵用于啟動(dòng)停止測(cè)量;指南針測(cè)量鍵為進(jìn)入方向測(cè)量模式;測(cè)距鍵為測(cè)量障礙物距離。
指南針原理
地球磁場(chǎng)像一個(gè)條形磁鐵一樣,由磁南極指向磁北極。根據(jù)所處位置不同,地磁場(chǎng)強(qiáng)度是0.4-0.6高斯。注意磁北極和地理上的北極不重合,它們之間約有11°。
地磁場(chǎng)是一個(gè)指向磁北極的矢量,可以分解為兩個(gè)與地平面平行的分量和一個(gè)垂直的分量。羅盤(pán)上的航向角就是當(dāng)前方向和磁北極的夾角,由于羅盤(pán)一般是保持水平的,所以測(cè)量時(shí),通常用到X軸和Y軸。
一個(gè)傳統(tǒng)的電子羅盤(pán)系統(tǒng)至少有一個(gè)三軸磁力計(jì)和一個(gè)三軸加速度計(jì)。磁力計(jì)用于測(cè)量當(dāng)前磁場(chǎng),加速度計(jì)用于測(cè)量重力加速度方向,即垂直方向。通過(guò)磁力計(jì)計(jì)算出磁場(chǎng)方向,然后通過(guò)重力方向將磁場(chǎng)方向映射到水平方向。
由于地球磁場(chǎng)非常微弱,約為0.5高斯,而一個(gè)手機(jī)喇叭距離2厘米時(shí),就有4高斯的磁場(chǎng),這一特點(diǎn)使得磁場(chǎng)方向很容易受到影響。特別是電子指南針更易受到影響(安培定律),因此電子指南針一般都需要校準(zhǔn)。
磁場(chǎng)校準(zhǔn)后,電子羅盤(pán)水平放置時(shí),可以正常使用,但是不水平時(shí),會(huì)有所偏差。當(dāng)X軸傾斜10°時(shí),航向角最大會(huì)有7-8°的誤差,因此需要通過(guò)加速度計(jì)測(cè)量出水平方向,然后將計(jì)算的航向角映射到水平面,補(bǔ)充傾斜導(dǎo)致的誤差。
本套件僅模擬測(cè)量磁場(chǎng)方向計(jì)算航向角,未進(jìn)行磁場(chǎng)校準(zhǔn)和傾斜補(bǔ)償,因此測(cè)量方向僅供參考。