[发明专利]电子罗盘

权利要求书

1.一种电子罗盘，其包括：

磁性传感器，其用于在现场感测地磁的三个轴分量中的预定两个轴分量，以生成与相应的两个轴分量的大小对应的两轴磁性感测数据；

加速度传感器，其用于感测施加到加速度传感器的加速度的三个轴分量，以生成与相应的三个轴分量的大小对应的三轴加速度感测数据；以及

方位角检测器，其用于

基于所述两轴磁性感测数据、所述三轴加速度感测数据以及地磁的大小和磁倾角，计算与地磁的三个轴分量中剩余的未感测的一个轴分量对应的虚拟磁性感测数据，并且

利用所述虚拟磁性感测数据确定地磁的地面水平分量，从而感测方位角，其中

所述方位角检测器用于，作为一个处理步骤，基于随时间变化的所述两轴磁性感测数据，来确定两个轴分量的最大值和最小值之间的差值中较大值的一半，以将所确定的值作为地磁的大小，其中，

所述方位角检测器用于作为一个处理步骤基于地磁的大小和磁倾角计算地磁的地面垂直分量，其中

所述方位角检测器用于作为一个处理步骤基于所述三轴加速度感测数据来计算相对于地表面的倾斜角度，以得出旋转矩阵，其中

所述方位角检测器用于通过使用下面的公式X，基于所述两轴磁性感测数据hx'和hy'，所述倾斜角度p和r，以及地磁的大小|M|和磁倾角α来计算所述虚拟磁性感测数据hz'：

2.根据权利要求1所述的电子罗盘，其中，

所述方位角检测器用于，作为一个处理步骤，将由所述两轴磁性感测数据和所述虚拟磁性感测数据组合在一起产生的三轴磁性感测数据乘以所述旋转矩阵，以得出作为所述虚拟磁性感测数据的函数的地磁的地面水平分量和地面垂直分量。

3.根据权利要求2所述的电子罗盘，其中，

所述方位角检测器用于作为一个处理步骤基于已知的地磁的地面垂直分量来计算所述虚拟磁性感测数据，以确定地磁的地面水平分量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子罗盘，其中，

所述磁性传感器包括霍尔元件、磁阻元件或磁阻抗元件。

5.一种电子设备，其包括根据权利要求1至4中任一项所述的电子罗盘。

6.一种使用磁性传感器和加速度传感器来感测方位角的方位角感测方法，其中，

所述磁性传感器用于在现场感测地磁的三个轴分量中的预定两个轴分量，以生成与相应的两个轴分量的大小对应的两轴磁性感测数据；并且

所述加速度传感器用于感测施加到加速度传感器的加速度的三个轴分量，以生成与相应的三个轴分量的大小对应的三轴加速度感测数据，所述方法包括：

基于地磁的大小和磁倾角计算地磁的地面垂直分量；

基于所述三轴加速度感测数据计算相对于地表面的倾斜角度，以得出旋转矩阵；

通过使用下面的公式X，基于所述两轴磁性感测数据hx'和hy'，所述倾斜角度p和r，以及地磁的大小|M|和磁倾角α来计算一轴虚拟磁性感测数据hz'：

将包括两轴磁性感测数据和所述一轴虚拟磁性感测数据的三轴磁性感测数据乘以所述旋转矩阵，以得出作为所述虚拟磁性感测数据的函数的地磁的地面水平分量和地面垂直分量；

基于已知的地磁的地面垂直分量来计算所述虚拟磁性感测数据，以确定地磁的地面水平分量；

基于地磁的地面水平分量来感测方位角；以及

基于随时间变化的所述两轴磁性感测数据，来确定两个轴分量的最大值和最小值之间的差值中较大值的一半，以将所确定的值作为地磁的大小。