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指南針是我國四大發(fā)明之一,主要用于只是方向,使得人們可以隨時知道自己所處方向。
主控板上三個按鍵,一個為測量開關(guān)鍵,一個為指南針測量鍵,一個為測距鍵。開關(guān)鍵用于啟動停止測量;指南針測量鍵為進入方向測量模式;測距鍵為測量障礙物距離。
指南針原理
地球磁場像一個條形磁鐵一樣,由磁南極指向磁北極。根據(jù)所處位置不同,地磁場強度是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°。
地磁場是一個指向磁北極的矢量,可以分解為兩個與地平面平行的分量和一個垂直的分量。羅盤上的航向角就是當前方向和磁北極的夾角,由于羅盤一般是保持水平的,所以測量時,通常用到X軸和Y軸。
一個傳統(tǒng)的電子羅盤系統(tǒng)至少有一個三軸磁力計和一個三軸加速度計。磁力計用于測量當前磁場,加速度計用于測量重力加速度方向,即垂直方向。通過磁力計計算出磁場方向,然后通過重力方向將磁場方向映射到水平方向。
由于地球磁場非常微弱,約為0.5高斯,而一個手機喇叭距離2厘米時,就有4高斯的磁場,這一特點使得磁場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。
磁場校準后,電子羅盤水平放置時,可以正常使用,但是不水平時,會有所偏差。當X軸傾斜10°時,航向角最大會有7-8°的誤差,因此需要通過加速度計測量出水平方向,然后將計算的航向角映射到水平面,補充傾斜導致的誤差。
本套件僅模擬測量磁場方向計算航向角,未進行磁場校準和傾斜補償,因此測量方向僅供參考。