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磁羅盤是利用地球固有磁場(chǎng)指示直升機(jī)飛行方位的儀表，是航海、航空的重要方位指示設(shè)備，可以有效的修正飛行/航行的方向。

因?yàn)檎麄€(gè)地球是擁有磁場(chǎng)的，類似常見(jiàn)的磁鐵所形成的完整磁場(chǎng)。地球磁場(chǎng)，近似于把一個(gè)磁鐵棒放到地球中心，N極大體上對(duì)著地理南極，S極大體對(duì)著地理北極。磁極與地理極不完全重合，存在磁偏角。當(dāng)然，地球中心是高溫狀態(tài)并沒(méi)有磁鐵棒，而是通過(guò)外核的電子隨地球自轉(zhuǎn)的電流效應(yīng)（近似于電生磁）產(chǎn)生磁場(chǎng)的。地球磁場(chǎng)屬于電磁場(chǎng)，隨地球公轉(zhuǎn)而不隨地球自轉(zhuǎn)。

地磁信號(hào)的特點(diǎn)是使用范圍大，但是強(qiáng)度較低，甚至不到1高斯，所以其非常容易受到其他磁體的干擾。首先磁感線并不是想象的那樣平滑，每一個(gè)地方的磁場(chǎng)都有不同。首先說(shuō)機(jī)體本身，無(wú)人機(jī)上各個(gè)零部件會(huì)對(duì)地磁有影響。比如電機(jī)本身就有磁性，再比如螺絲、蜂鳴器、大功率天線、大電流的動(dòng)力線等都會(huì)對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生一定的影響。

它們使本來(lái)平滑的磁場(chǎng)變得有些扭曲，所以不同的飛機(jī)其內(nèi)部器件以及電源線布局不同，對(duì)磁場(chǎng)的干擾也就不同，需要每架飛機(jī)在固定好磁羅盤位置后進(jìn)行校準(zhǔn)。其次每個(gè)地域的地磁也會(huì)有輕微的差異，這與地域的地形、溫度、氣候等都有關(guān)系，所以當(dāng)無(wú)人機(jī)在運(yùn)輸?shù)奖容^遠(yuǎn)的地區(qū)后也要進(jìn)行校準(zhǔn)。

無(wú)人機(jī)的磁羅盤作用是對(duì)陀螺儀進(jìn)行修正。飛控里有三軸陀螺儀，通過(guò)陀螺儀的積分可以得到角度，但陀螺儀有一種特性，隨著通電時(shí)間的增加，漂移也會(huì)增加，于是磁羅盤便通過(guò)其對(duì)磁場(chǎng)變化和慣性力敏感的特性，對(duì)陀螺儀的偏差進(jìn)行修正。全姿態(tài)電子羅盤可以提供高精度橫滾、俯仰和方位測(cè)量，包涵9自由度傳感器：3軸加速度傳感器，3軸磁傳感器和3軸陀螺儀。通過(guò)優(yōu)化的擴(kuò)展卡爾曼濾波算法，實(shí)時(shí)輸出高精度姿態(tài)信息。

首先在安裝磁羅盤時(shí)盡量遠(yuǎn)離干擾源，比如可以將磁羅盤用支架支起來(lái)架高或者將羅盤安裝到飛機(jī)腳架上等等，保證羅盤受內(nèi)部干擾小。其次注意飛行場(chǎng)地，當(dāng)飛機(jī)在接近橋梁、高壓線路或者金屬建筑物的時(shí)候，金屬或者電線的磁場(chǎng)就會(huì)對(duì)磁羅盤產(chǎn)生一定的干擾，所以在飛行時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離金屬建筑。

如果磁羅盤受到干擾，會(huì)給飛控提供錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，當(dāng)這個(gè)數(shù)據(jù)與飛控計(jì)算出的方向角偏離超過(guò)一定級(jí)別，就會(huì)造成導(dǎo)航算法補(bǔ)償過(guò)量，造成飛機(jī)突然向一個(gè)方向飛去。

理論上來(lái)說(shuō)地磁羅盤錯(cuò)誤并不會(huì)導(dǎo)致墜機(jī)，只會(huì)導(dǎo)致GPS模式失效，飛機(jī)會(huì)往錯(cuò)誤的方向越飛越遠(yuǎn)而已。從飛控軟件的角度說(shuō)，如果飛控偵測(cè)到羅盤干擾很大，或者姿態(tài)解算里磁力羅盤變化率和陀螺儀、GPS的外置羅盤的觀測(cè)值出現(xiàn)了較大的差別時(shí)，飛控可以短時(shí)間內(nèi)只通過(guò)陀螺儀來(lái)估測(cè)方向，同時(shí)用燈光發(fā)出警告。

如果操控者發(fā)現(xiàn)這一情況，應(yīng)該立刻操控飛機(jī)往空曠的區(qū)域飛以遠(yuǎn)離干擾源。一般情況下單單靠陀螺儀來(lái)估算方向只能撐最多十幾秒，所以十幾秒后如果干擾還是很大，飛控只能回到自穩(wěn)模式讓操控者自行控制，或者緩慢降落。但其實(shí)只要沒(méi)有因?yàn)榉较蝈e(cuò)亂而撞到什么，應(yīng)該不至于墜機(jī)。

標(biāo)簽： 磁羅盤