磁力计

摘要： 针对室内以及隧道、地铁、地下停车场等相对封闭的环境,采用全球定位系统(GPS)难以保持准确的定位效果的问题,利用GPS/INS/磁力计多传感器融合技术,设计了一种连续定位方法。其中室外部分利用了GPS定位技术,对于室内场景通过磁力计以及INS的组合信号来获取精确的位置信息。基于卡尔曼滤波方法解决噪声问题,并设计了一种航向角校正和补偿的方法,最后对该方法的应用效果进行测试。测试结果表明:相对于校正之前显著提高了精度,增幅达到了60%,轨迹误差保持了较低的水平,处于2 m以下,达到了较高的精度要求。

摘要： 针对卫星信号被遮挡造成GNSS定位结果不可靠的问题,引入惯导系统来保证定位的连续性,但其性能易受惯性测量单元MEMS-IMU的精度影响。首先,对MEMS-IMU器件误差进行建模并补偿,在此基础上,对有色噪声设计在线补偿方案。其次,针对卫星失锁时的位置丢失引入磁力计构造GNSS/INS/磁力计增强型组合定位系统,对观测量扩维并更新升级量测模型。最后,在不同的实验环境下进行测试验证,测试结果显示,在列车速度为25 m/s下设置10 s的卫星信号中断时间,北向、东向位置误差偏移量分别减少90%、70%;在50 s卫星信号中断时间内,列车位置能够有效保持并在卫星信号恢复时快速收敛。实验表明,基于误差补偿的磁力计增强型组合定位系统能够有效提高卫星可见性变化时的定位精度。

摘要： 出于外弹道测试或导航控制等需要,常在炮弹上安装各种用于飞行状态测量的装置。由于炮弹在发射及飞行中的状态受到各种随机因素的干扰,直接影响弹载测量装置的输出。为了更好地开展试验设计及相关数据处理工作,采用三轴陀螺仪测量炮弹转动角速度、三轴加速度计测量弹丸加速度、磁力计测量炮弹姿态角的方案,以五自由度刚体弹道方程组为基础,采用基于蒙特卡洛打靶的Sobol’全局灵敏度分析方法,就3种传感器的输出对初速跳动、起始扰动等因素的敏感程度开展定量研究。定量分析结果表明,初始偏航角速率和初始俯仰角速率对陀螺仪沿弹体径向的输出、加速度计沿弹体径向的输出和磁力计轴向输出的影响较大,初速对陀螺仪轴向输出和磁力计沿弹体径向的输出的影响较大,阻力系数对加速度计轴向输出的影响较大。

摘要： 亥姆霍兹线圈(Helmholtz Coils)在科学研究和工业领域有着广泛应用,研究其磁场分布是大学物理实验重要内容。文章利用智能手机内置磁力计(magnetometer)和免费物理实验移动应用程序(phyphox),定量测量载流亥姆霍兹线圈中心轴向、中心径向以及三维空间磁场分布情况,实验测量结果与理论计算值比较吻合,测量精度在可接受范围,证实了该方法的可行性。在传统大学物理实验中引入智能手机作为传感器,不仅可以降低实验成本,还可以激发学习兴趣,增强学生探究欲望。

摘要： 深空探测是对宇宙中地球以外的行星、卫星、小行星和彗星等星体或空间环境的探测活动.合理选择深空探测科学仪器,了解被测星体的物理及化学性质、地表地貌、动态特性以及有机物和水的存在,对人类了解地外水和生命信息、认识太阳系的起源和演化有着重要意义,是深空探测的重要任务.本文总结了深空探测的科学目标,介绍了近50年来典型深空探测任务中探测器所搭载的科学仪器及其特点,包括质谱仪、光谱仪、探地雷达和磁力计等,整理了其性能参数及面向的探测功能任务,最后讨论了深空探测科学仪器目前呈现出的小型化、低功耗、更强的环境适应能力和多仪器联合使用的发展趋势.

摘要： 利用智能手机搭建了一套可视化的简谐振动系统,通过小球在液体中欠阻尼振动的振幅衰减,测量液体的黏滞系数.实验使用手机Phyphox软件中的磁力计传感器,将小球欠阻尼振动振幅的测量转化为磁感应强度大小的测量,并通过Origin软件对采集的数据进行非线性拟合,得到液体阻尼因数,求出液体的黏滞系数.

摘要： 在空降作战中,快速集结是部队的一项重要能力,能大幅提高队伍的生存率和战斗力.GPS在战斗中易受干扰无法使用.本文在禁用GPS的条件下,针对快速集结中的快速定位问题,设计一款结合无线电测向、激光测距的电子罗盘系统,该系统采用HMC5883L三轴磁阻传感器测量载体三个轴的磁场强度,采用MPU6050加速度传感器在罗盘倾斜的情况下计算姿态角对测量值进行补偿,得到方位角.利用激光测距测得行走距离,通过三角定位的方法,计算出目标信号源的具体位置,达到快速集结的目的.

摘要： 俄罗斯莫斯科斯科尔科沃科学技术研究所量子中心和俄罗斯高等经济学院合作开发出一种用于脑部扫描的超灵敏固态磁力计,可使脑磁成像的成本降低10倍。相关研究结果近日发表在专门从事人类大脑活动可视化领域研究的国际期刊《神经影像学》杂志上。与研究大脑电活动的其他方法相比,脑磁成像的主要优点是生物组织对磁场透明而带来的高精度。然而,迄今为止,由于在制造该设备中需要极冷液氦或加热高温气体的高成本和复杂性,脑磁成像仅在全球少数实验室中可用。

摘要： 传统姿态融合算法在考虑大范围动态、静态旋转以及平动运动时,需根据不同运动状态调整陀螺仪与加速度计、磁力计之间的融合权重,且涉及复杂的模型补偿与参数调整,限制了其可达精度.针对上述问题,将长短时记忆(LSTM)神经网络用于姿态估计中,建立传感器与姿态角序列之间的非线性映射.在公开数据集上进行实验,结果表明,与传统姿态估计算法相比,基于LSTM神经网络的姿态估计算法所得结果的误差大幅下降,精度提高了至少一个数量级.

摘要： 随着基于经典物理学的测量精度逐渐逼近上限,使用量子系统进行精密测量成为一个重要的研究领域.近年来,随着实验技术的快速发展和操控能力的大幅提升,囚禁在势阱中的离子系统在精密测量方向展示了极大的潜力.本文介绍了基于离子阱系统的光频原子钟、磁力计和陀螺仪的理论方案、实验进展和未来发展,重点关注离子阱系统与其他物理体系相比所具有的特点和优势,其在突破测量精度、提高稳定性以及促进设备小型化等方面的应用前景.

摘要： 随着导航技术的发展，大多数的导航系统逐步向小型化、低成本、低功耗和高精度的方向发展。磁力计被广泛应用于捷联惯性导航系统通过测量地球磁场来提供可靠的、低成本和高精度的导航。本文提出了一种基于拓展误差模型和两步总体最小二乘新的磁力计校正方法,该方法可以直接补偿所有线性非时变误差,如偏置、比例因子、非正交、安装、硬磁和软磁误差等.该方法首先拓展磁力计误差模型,其次,利用总体最小二乘法估计得到一步估计参数,最后,利用一步估计参数代数计算得到误差模型参数.仿真实验结果表明该方法精度高、鲁棒性强、有效性高.

摘要： 高精度的GNSS动态定位一般采用RTK定位技术,实时动态定位精度可以达到厘米级.传统RTK作业要求测量对中杆上的圆水准气泡居中,这种测量方式对测量员要求较高,并且在一些应用场景中RTK作业很困难甚至无法作业,例如墙角、陡坡位置等.随着市场要求不断提高和惯性传感器的不断发展,RTK倾斜测量技术应运而生.目前比较成熟的RTK倾斜测量技术方案主要有:"加速度计+磁力计"方案、RTK后方交会方案、"加速度计+陀螺仪"方案."加速度计+磁力计"方案的核心技术是利用加速度计和校准后的磁力计提供准确载体姿态角.RTK后方交会方案采用传统后方交会定位技术."加速度计+陀螺仪"方案其核心技术是利用加速度计和陀螺仪计算并维持姿态角,并结合GNSS速度、位置和航向信息计算维持航向角.本文将对以上几种方案技术在精度、操作体验、成本和实现难度等几个方面进行对比分析,分析结果表明:"加速度计+磁力计"方案容易实现,但磁力计易受干扰,需要频繁校准；RTK后方交会方案只采用GNSS定位技术,模型成熟可靠,易实现,成本低；"加速度计+磁力计"方案测量精度和可靠性高,但实现复杂,成本较高.

摘要： 在导向钻进非开挖铺管工程中，导向仪是关键的技术部件，只有通过导向仪施工人员才能准确地知道当前地下钻头的深位(地下钻头深度和位置的简称)、钻头的俯仰角和导向的钻具面角。深位可以由导向仪测量、计算出的当前地下钻头的磁方位角、俯仰角以及钻进距离等数据准确地计算出。施工人员通过控制地下钻头的深位、俯仰角和钻具面角，可以准确的控制地下钻头跟踪预先设计的钻进轨迹。本文介绍了有线导航系统的组成和基于固态惯性导航技术的随钻导向仪原理及设计。

摘要： 在导向钻进非开挖铺管工程中，导向仪是关键的技术部件，只有通过导向仪施工人员才能准确地知道当前地下钻头的深位(地下钻头深度和位置的简称)、钻头的俯仰角和导向的钻具面角。深位可以由导向仪测量、计算出的当前地下钻头的磁方位角、俯仰角以及钻进距离等数据准确地计算出。施工人员通过控制地下钻头的深位、俯仰角和钻具面角，可以准确的控制地下钻头跟踪预先设计的钻进轨迹。本文介绍了有线导航系统的组成和基于固态惯性导航技术的随钻导向仪原理及设计。

摘要： 在导向钻进非开挖铺管工程中，导向仪是关键的技术部件，只有通过导向仪施工人员才能准确地知道当前地下钻头的深位(地下钻头深度和位置的简称)、钻头的俯仰角和导向的钻具面角。深位可以由导向仪测量、计算出的当前地下钻头的磁方位角、俯仰角以及钻进距离等数据准确地计算出。施工人员通过控制地下钻头的深位、俯仰角和钻具面角，可以准确的控制地下钻头跟踪预先设计的钻进轨迹。本文介绍了有线导航系统的组成和基于固态惯性导航技术的随钻导向仪原理及设计。

摘要： 在导向钻进非开挖铺管工程中，导向仪是关键的技术部件，只有通过导向仪施工人员才能准确地知道当前地下钻头的深位(地下钻头深度和位置的简称)、钻头的俯仰角和导向的钻具面角。深位可以由导向仪测量、计算出的当前地下钻头的磁方位角、俯仰角以及钻进距离等数据准确地计算出。施工人员通过控制地下钻头的深位、俯仰角和钻具面角，可以准确的控制地下钻头跟踪预先设计的钻进轨迹。本文介绍了有线导航系统的组成和基于固态惯性导航技术的随钻导向仪原理及设计。

摘要： 在导向钻进非开挖铺管工程中，导向仪是关键的技术部件，只有通过导向仪施工人员才能准确地知道当前地下钻头的深位(地下钻头深度和位置的简称)、钻头的俯仰角和导向的钻具面角。深位可以由导向仪测量、计算出的当前地下钻头的磁方位角、俯仰角以及钻进距离等数据准确地计算出。施工人员通过控制地下钻头的深位、俯仰角和钻具面角，可以准确的控制地下钻头跟踪预先设计的钻进轨迹。本文介绍了有线导航系统的组成和基于固态惯性导航技术的随钻导向仪原理及设计。

摘要： 在导向钻进非开挖铺管工程中，导向仪是关键的技术部件，只有通过导向仪施工人员才能准确地知道当前地下钻头的深位(地下钻头深度和位置的简称)、钻头的俯仰角和导向的钻具面角。深位可以由导向仪测量、计算出的当前地下钻头的磁方位角、俯仰角以及钻进距离等数据准确地计算出。施工人员通过控制地下钻头的深位、俯仰角和钻具面角，可以准确的控制地下钻头跟踪预先设计的钻进轨迹。本文介绍了有线导航系统的组成和基于固态惯性导航技术的随钻导向仪原理及设计。

摘要： 在导向钻进非开挖铺管工程中，导向仪是关键的技术部件，只有通过导向仪施工人员才能准确地知道当前地下钻头的深位(地下钻头深度和位置的简称)、钻头的俯仰角和导向的钻具面角。深位可以由导向仪测量、计算出的当前地下钻头的磁方位角、俯仰角以及钻进距离等数据准确地计算出。施工人员通过控制地下钻头的深位、俯仰角和钻具面角，可以准确的控制地下钻头跟踪预先设计的钻进轨迹。本文介绍了有线导航系统的组成和基于固态惯性导航技术的随钻导向仪原理及设计。

摘要： 本发明公开了一种磁力计的初始校准方法、装置和磁力计。该方法包括：获取磁力计采集的多组磁场数据，根据多组磁场数据，确定磁力计的磁场空间，磁场空间包括各轴的最大值的磁场数据和最小值的磁场数据；将各轴的最大值的磁场数据和最小值的磁场数据分别带入磁力计的校准方程，采用最小二乘法计算校准系数；判断校准系数是否在预设阈值范围内；若判断为是，则结束磁力计的初始校准；若判断为否，则继续获取磁力计采集的磁场数据，重新确定磁力计的磁场空间。可见，本方案可以根据计算的校准系数明确初始校准完成的时机，初始校准即可获得准确的校准系数，保证磁力计在初始一段时间的磁场数据的准确度，该技术方案的实施可以应用在自动化工程中。

摘要： 本发明提供了一种基于NiFe AMR特性制作的MEMS三轴磁力计结构以及磁力计。三轴磁力计结构包括：布置在预定平面上的各项异性磁阻材料，以便形成三轴磁力计结构的X和Y轴，然后在磁阻材料上形成电极部件用作barber电极，用来改变电流方向，以便利用AMR材料的各项异性磁阻效应；氧化物沟槽，所述氧化物沟槽的侧壁与所述预定平面垂直；布置在所述氧化物沟槽的与电极部件的长度方向平行的两个侧壁上的各向异性磁阻材料，所述各向异性磁阻材料形成三轴磁力计结构的Z轴。

摘要： 本发明实例公开了一种磁力计方向角校正方法及磁力计，涉及定位技术领域，解决了磁力计方向角校正过程中，获取地磁倾角δ不准确，从而影响磁力计提供数据准确度这一问题。本发明的方法包括：通过全球定位系统获取当前位置信息，根据当前位置信息查询地磁倾角列表，得到当前位置对应的地磁倾角δ，应用地磁倾角δ计算方向角误差Δψ，依据方向角误差Δψ对方向角进行校正。本发明的实施例主要用于对磁力计方向角进行校正的过程中。

摘要： 本发明公开了一种量子增强的磁场梯度计，所述磁场梯度计使用钛宝石激光器或者半导体激光器等相干光源作为初始的入射光源，利用孪生光束探测的方法，将量子磁力计与磁场梯度计的优点有机结合，同时降低了光的散粒噪声和共模磁场噪声，具体包括第一相干光源、第二相干光源、第三相干光源、种子光、铷‑85原子系综、闲频光、信号光、遮光板、第一铷‑87原子系综、第二铷‑87原子系综、第一偏振分束器、第二偏振分束器、第一声光调制器、第二声光调制器、第一光电探测器、第二光电探测器、第一1/2波片、第二1/2波片、第一1/4波片、第一1/4波片、减法器。本发明还公开了一种包含上述量子增强的磁场梯度计的磁力计。

摘要： 本发明涉及一种基于加速计和磁力计的用户步行方向计算方法，该方法基于手机重力加速度传感器、线性加速度传感器以及磁力计数据实现了高精度计算用户步行方向的功能，并且手机可以由使用者以任意姿态携带（包括手持、放在上衣/裤子口袋或背包等）。该方法包括：确定加速度传感器采样频率、将机体坐标系的线性加速度转化为地球坐标系、对地球坐标系的线性加速度进行低通滤波处理消除噪声、利用主成分分析算法计算用户的步行方向。本发明可用于带有加速度传感器的IOS/android等操作系统的手机计算用户步行方向，为各类APP低成本实现室内导航及判断用户步行方向提供便利，为用户记录日常活动提供工具，具有无需预置用户行为做训练，统计精度高、可跨平台使用等特点。

摘要： 本发明涉及一种用于(例如通过光泵磁力计)确定N个磁力计的阵列中的磁力计之间的耦合的方法，其中，每个磁力计包括能够被启用以在零场中操作该磁力计的场消除系统。该方法包括第一阶段(P1)，在该第一阶段中，该N个磁力计被分成停用场消除系统的N‑1个磁力计和启用场消除系统的一个测量磁力计。该第一阶段包括：‑由这些磁力计生成(GENj)具有已知幅度和不同方向的多个参考磁场，‑由该测量磁力计在多个测量轴上测量(MESi)环境磁场，‑根据该测量值和这些已知幅度，确定(CALCij)该测量磁力计与该N个磁力计中的每一个之间的耦合系数。

摘要： 本发明公开了一种磁力计的初始校准方法、装置和磁力计。该方法包括：获取磁力计采集的多组磁场数据，根据多组磁场数据，确定磁力计的磁场空间，磁场空间包括各轴的最大值的磁场数据和最小值的磁场数据；将各轴的最大值的磁场数据和最小值的磁场数据分别带入磁力计的校准方程，采用最小二乘法计算校准系数；判断校准系数是否在预设阈值范围内；若判断为是，则结束磁力计的初始校准；若判断为否，则继续获取磁力计采集的磁场数据，重新确定磁力计的磁场空间。可见，本方案可以根据计算的校准系数明确初始校准完成的时机，初始校准即可获得准确的校准系数，保证磁力计在初始一段时间的磁场数据的准确度，该技术方案的实施可以应用在自动化工程中。

摘要： 本发明实例公开了一种磁力计方向角校正方法及磁力计，涉及定位技术领域，解决了磁力计方向角校正过程中，获取地磁倾角δ不准确，从而影响磁力计提供数据准确度这一问题。本发明的方法包括：通过全球定位系统获取当前位置信息，根据当前位置信息查询地磁倾角列表，得到当前位置对应的地磁倾角δ，应用地磁倾角δ计算方向角误差Δψ，依据方向角误差Δψ对方向角进行校正。本发明的实施例主要用于对磁力计方向角进行校正的过程中。

摘要： 本发明提供了一种基于NiFe AMR特性制作的MEMS三轴磁力计结构以及磁力计。三轴磁力计结构包括：布置在预定平面上的各项异性磁阻材料，以便形成三轴磁力计结构的X和Y轴，然后在磁阻材料上形成电极部件用作barber电极，用来改变电流方向，以便利用AMR材料的各项异性磁阻效应；氧化物沟槽，所述氧化物沟槽的侧壁与所述预定平面垂直；布置在所述氧化物沟槽的与电极部件的长度方向平行的两个侧壁上的各向异性磁阻材料，所述各向异性磁阻材料形成三轴磁力计结构的Z轴。

摘要： 本发明属于磁力计磁场非正交校正技术领域，具体为一种基于加速度计的磁力计校正装置，包括：直角传动机构、传感器固定用法兰盘机构、待校正磁力计传感器快换固定支架。直角传动机构采用螺旋齿轮传动，两端分别连接待非正交校正的磁力计与非正交校正完毕的加速度计，通过加速度计，计算的加速度转动量，实现对磁力计转动量的测量。由于加速度计测量的加速度在静止时为垂直地面的重力，加速度计的固定支架安装于垂直地面的机架一侧，且加速度计的z轴与地面平行。由于磁力计包含x、y、z三轴的磁场分量强度，因此非正交校正需要至少校正两次才能完成对于磁力计的正交化校正，对此磁力计支架包括两种互相垂直的快换固定位。