如何使用地磁传感器计算罗盘的方位？

三轴电子罗盘由三维地磁传感器、双轴倾角传感器和MCU构成。三维地磁传感器用来测量地球磁场，倾角传感器是在电子罗盘非水平状态时进行补偿；MCU用于航向算法，电子罗盘和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿。

三轴电子罗盘使用三个互相垂直的地磁传感器（磁阻，磁感），每个轴向上的传感器检测在该方向上的地磁场强度。

        向前的方向称为X方向的传感器检测地磁场在X方向的矢量值；

        向右或Y方向的传感器检测地磁场在Y方向的矢量值；

        向上或Z方向的传感器检测地磁场在Z方向的矢量值。

每个方向的地磁传感器的灵敏度都已根据在该方向上地磁场的分矢量调整到最佳点，并具有非常低的横轴灵敏度。地磁传感器测量到的地球磁场强度经MCU（单片机）进行算法处理。

二维电子罗盘（平面罗盘）仅用地磁场在X和Y的两个分矢量值便可确定方位值：

Azimuth=arcTan(Y/X)

该关系式是在检测仪器与地表面平行时才成立。当仪器发生倾斜时，方位值的准确性将要受到很大的影响，该误差的大小取决于仪器所处的位置和倾斜角的大小。为减少该误差的影响，采用双轴倾角传感器来测量俯仰和侧倾角，这个俯仰角被定义为由前向后方向的角度变化；而侧倾角则为由左到右方向的角度变化。电子罗盘将俯仰和侧倾角的数据经过转换计算，将电子罗盘在三个轴向上的矢量在原来的位置校准回到水平的位置。

倾角补偿的标准转换公式如下：

    Xr=Xcosα+Ysinαsinβ-Zcosβsinα

    Yr=Ycosβ+Zsinβ

这里Xr和Yr为要转换到水平位置的值，α为俯仰角，β为侧倾角

从以上这三个计算公式可以看出，在整个补偿技术中Z轴向的矢量扮演一个非常重要的角色。要正确运用这些值，俯仰和侧倾角的数字必须时刻更新。