磁罗盘有效修正无人机的飞行方向：磁罗盘有效修正无人机的飞

原标题：磁罗盘有效修正无人机的飞行方向
整个地球是拥有磁场的，类似常见的磁铁所形成的完整磁场。地球磁场，近似于把一个磁铁棒放到地球中心， N极大体上对着地理南极， S极大体对着地理北极。磁极与地理极不完全重合，存在磁偏角。
当然，地球中心是高温状态并没有磁铁棒，而是通过外核的电子随地球自转的电流效应（近似于电生磁）产生磁场的。地球磁场属于电磁场，随地球公转而不随地球自转。
【磁罗盘有效修正无人机的飞行方向】地磁信号的特点是使用范围大，但是强度较低，甚至不到1高斯，所以其非常容易受到其他磁体的干扰。首先磁感线并不是想象的那样平滑，每一个地方的磁场都有不同。首先说机体本身，无人机上各个零部件会对地磁有影响。
比如电机本身就有磁性，再比如螺丝、蜂鸣器、大功率天线、大电流的动力线等都会对磁场产生一定的影响。

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它们使本来平滑的磁场变得有些扭曲，所以不同的飞机其内部器件以及电源线布局不同，对磁场的干扰也就不同，需要每架飞机在固定好磁罗盘位置后进行校准。其次每个地域的地磁也会有轻微的差异，这与地域的地形、温度、气候等都有关系，所以当无人机在运输到比较远的地区后也要进行校准。
无人机的磁罗盘作用是对陀螺仪进行修正。飞控里有三轴陀螺仪，通过陀螺仪的积分可以得到角度，但陀螺仪有一种特性，随着通电时间的增加，漂移也会增加，于是磁罗盘便通过其对磁场变化和惯性力敏感的特性，对陀螺仪的偏差进行修正。全姿态电子罗盘可以提供高精度横滚、俯仰和方位测量，包涵9自由度传感器：3轴加速度传感器， 3轴磁传感器和3轴陀螺仪。通过优化的扩展卡尔曼滤波算法，实时输出高精度姿态信息。

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首先在安装磁罗盘时尽量远离干扰源，比如可以将磁罗盘用支架支起来架高或者将罗盘安装到飞机脚架上等等，保证罗盘受内部干扰小。其次注意飞行场地，当飞机在接近桥梁、高压线路或者金属建筑物的时候，金属或者电线的磁场就会对磁罗盘产生一定的干扰，所以在飞行时应尽量远离金属建筑。
如果磁罗盘受到干扰，会给飞控提供错误的数据，当这个数据与飞控计算出的方向角偏离超过一定级别，就会造成导航算法补偿过量，造成飞机突然向一个方向飞去。
理论上来说地磁罗盘错误并不会导致坠机，只会导致GPS模式失效，飞机会往错误的方向越飞越远而已。从飞控软件的角度说，如果飞控侦测到罗盘干扰很大，或者姿态解算里磁力罗盘变化率和陀螺仪、GPS的外置罗盘的观测值出现了较大的差别时，飞控可以短时间内只通过陀螺仪来估测方向，同时用灯光发出警告。

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如果操控者发现这一情况，应该立刻操控飞机往空旷的区域飞以远离干扰源。一般情况下单单靠陀螺仪来估算方向只能撑最多十几秒，所以十几秒后如果干扰还是很大，飞控只能回到自稳模式让操控者自行控制，或者缓慢降落。但其实只要没有因为方向错乱而撞到什么，应该不至于坠机。