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简单说说指南针精度及磁干扰影响

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手机和手表,都有“指南针”,但是,图形化的指南针实质是内置罗盘数据被程序表达的结果,即所看到的“指南针”只是数学结果而不是物理形态。这个罗盘并非我们通常理解的那种圆盘磁针罗盘,而是磁通门罗盘,一种高导磁传感器,它与传统意义的指南针罗盘的差别是被动感应地磁强度变化,测定磁力线的方向,而不是依靠自身携带磁针或磁鼔用磁力去主动迎合磁场和读取盘面刻度。它非常灵敏,具有很高的精度,但也更容易受到磁干扰影响。不过,有办法解决磁干扰。把受到的磁干扰分为两种,一种叫硬磁干扰,另一种叫软磁干扰(注意,这里软硬不是指物体强度刚性上的软硬),分别对应内部固定磁干扰和外部环境磁干扰。受磁干扰影响的罗盘,用椭圆来表示它的测量,相对于不受影响的标准圆,表现出平移、扁化(见下面示意图)。

磁干扰用校准程序可以解决,其原理就是在360度的闭合环上作磁干扰修正。校准就是通过数学方法,让椭球恢复圆形并移回圆心。硬磁干扰是集成了磁通罗盘的手机手表等电子产品内部的电路或器件产生的,是空间关系固定的磁影响来源,这个在制造环节进行处理,出厂时候已经校准。软磁干扰是环境磁干扰影响,采用校准程序按需进行,我们看到校准提示绕8字,就是校准的具体方法。这是最为普遍采用的椭圆模型(见下图)。

有别于一些测量仪器可以人为启动校准程序并操作绕圈、摇摆等完成检测校准,手机手表采取自检来发现是否存在一定程度的磁干扰,这个自检是后台进行的,一旦超过限度,当启动“指南针”之类测量方位的APP时,系统程序就会发出校准提示,按要求转动、摇动或绕行,即可完成校准。说到这里,不用再多解释,只要正常响应校准提示和完成校准操作,磁扣表带肯定不会影响“指南针”。建议,戴上手表,抬着手腕,表面大致水平,按提示走一个8字或者转圈,具体看手机手表提示的要求。顺带讲一句,磁干扰对卫星定位并没有影响。
【撰写于2021-02-08】


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