地磁传感器与电子罗盘，看得见摸不着的世界

因为地球磁场看不见摸不着，所以很多人平时会忽略这一物理现象，但我们每一天都离不开方向的判断和应用，电子罗盘其实一直在我们身边，小到我们的手机、大到地下、水下、地面、空中的各种工业和国防应用，无处不在。今天我们聊聊电子罗盘的各种应用的话题，欢迎大家针对这一应用话题展开讨论，启发思想，揭开电子罗盘应用神秘的面纱。

我们的日常生活离不开方向，老祖宗很早就发明了机械罗盘，根据地球磁力线的分布来判断方向，寻找南北方位，然而将地球磁场的变化转变为电子信号来判断方向，确实80年代才出现的技术。

电子罗盘是地磁传感器应用的一个典范。上周我们讲的地磁传感器在智能交通管理、停车位管理的案例，基本上都是对地球磁场强度变化的测量应用，而电子罗盘，则是用地磁传感器来对方向进行计算和判断的测向应用，这是地磁传感器非常重要的一个基本方向。

电子罗盘分为两轴（X/Y）和三轴（X/Y/Z）两种，前者需要把罗盘放置于水平状态才能得到正确的指向，后者则可以在倾斜状态下得到正确的方向指向。

三轴电子罗盘除了在X Y Z三个轴向安装地磁传感器外，还会使用X Y Z三个轴向的加速度传感器，来测量横滚和俯仰方向的倾斜角度，对电子罗盘的由于倾斜使用而产生的航向偏差进行补偿计算，以保证电子罗盘在倾斜的状态下仍然可以得到准确的地磁北方向结果。

简单的两轴电子罗盘用在许多消费电子产品中，如运动手表、登山扣、望远镜??，汽车后视镜仪表盘的等。近年来，随着技术的成熟。三轴电子罗盘开始进入越来越多的产品，比如智能手机，汽车电子导航等，这些应用的航向精度要求都不高，一般在几度以内。

电子罗盘在使用时，通常需要与载体一起同时进行磁校准，采集使用现场的磁场信息，通过内置算法和软件对现场硬磁/软磁环境引起的磁力线畸变进行学习校正，从而得到正确的航向结果，目前在工业及国防应用中，三轴电子罗盘可以做到0.5度以内的航向精度，对于号称0.2度以内全量程精度的的电子罗盘，目前还难以批量生产。

目前工业级的电子罗盘在水下机器人、井下钻探设备、海洋测绘、水下声纳、天线姿态、无线电测向、红外测距夜视成像、无人机等领域有广泛应用。

以上是地磁传感器和电子罗盘的应用概念，那么电子罗盘具体在哪些场合应用呢？有些什么具体的应用场景？应用中会遇到什么困难的？

激光测距、成像、3D扫描等测绘系统中，电子罗盘可以提供倾斜角度和方向数据，以便绘制精准的测绘图。

水下机器人应用如水下摄影、水下作业、海洋测绘、鱼群追踪、洋流研究等应用中，由于水下没有卫星信号导航，需要依靠地球磁场来指引航向，电子罗盘让水下机器人不明迷航，同时三走电子罗盘的倾角传感器也能让水下机器人或潜航器的航行保持平稳。

卫星通信转播车上，天线系统需要随时调整姿态与航向，以追踪信号的来源，电子罗盘不仅监测控制天线的俯仰角度，同时也监测控制天线的方向。

井下随钻系统，由于地下同样没有卫星信号，传进的方向难以引导，需要用到电子罗盘进行检测和控制。

电子罗盘的使用容易受到现场磁环境的影响，需要与目标载体安装完成后，作为一个整体进行相对复杂的磁校准，最大限度降低现场硬磁和软磁环境的干扰，同时需要尽量远离电机马达等干扰源。正是由于现场磁校正的复杂性和易受干扰的特性，导致电子罗盘的使用一直是一个困扰作业人员的因素。但在很多应用场合电子罗盘都是不可或缺的关键传感器产品。