磁罗经自差自动测定和补偿系统的研制

研制了一种磁罗经自差自动测定和补偿系统，通过比较磁阻传感器的航向和陀螺罗经航向，自动地获得罗经自差，在对罗航向补偿后可直接显示船舶磁航向或真航向，该系统还可自动计算出自差系数，用于船靠码头时校正罗经自差，经过实船检验，证明了其可行性。     

多平台的船用陀螺罗经交互仿真系统

针对现有教学培训中,陀螺罗经结构复杂、价格昂贵、培训周期长等现状,开发陀螺罗经三维交互仿真系统.采用3ds Max构建陀螺罗经的三维模型,利用Unity3D引擎进行陀螺罗经的操纵交互,模拟陀螺罗经的相关功能,通过三维几何变换实现罗经拆装,同时借助HTML文件实现陀螺罗经与航海模拟器的数据接口.该仿真系统有练习和评估两种模式,可运行于Windows、i Phone、Android等多个平台上,同时还可发布为网页版,完全满足教学培训和评估的需求.     

挠性陀螺罗经的稳定性分析及仿真研究

本文以SKR—80挠性陀螺罗经为对象,通过建立其运动方程,对陀螺罗经的稳定性问题进行了分析和讨论。 SKR—80挠性陀螺罗经采用了间接控制与垂直阻尼的找北方案。其结构原理如图1所     

电控陀螺罗经的机动误差及其补偿方法

陀螺罗经的找北过程是和它的摆性密切相连的，因此在船舶机动航行时总会产生惯性误差。电控陀螺罗经由于摆和力矩装置之间的联结是可调的，因此有可能采取一些有力的措施以减小惯性误差。本文分析了船舶机动航行时电磁摆的输出特性。如果对这、纬误差没有采取加知补偿的措施，电控陀螺罗经还是要按舒勒周期考虑参数设计。如果对速、纬误差已采取补偿措施，就不必遵循舒勒周期了。陀螺主轴就应力图保持在水平、真北位置。机动航行时摆有输出信号，因而导致陀螺罗经产生误差。通常船舶的机动航行时间比起正常的罗经周期要小得多，因此惯性误差实际上和北向速度相关。对于单独的陀螺罗经，北向加速度的真值是不好测量的。我们可以利用船舶的速度信号设计补偿装置以大大减小陀螺罗经的惯性误差。     

观测器在电控罗经快速启动中的应用研究

术文研究了一种新的电控陀螺罗经的快速启动方法,即采用状态观测器,通过状态反馈实现极点配置,使陀螺罗经快速启动。文中讨论了陀螺罗经在静基座和动基座上的快速启动方法,对系统的各种非线性效应及误差作了分析。数字仿真结果表明:采用此法后,电控陀螺罗经在静基座上的快稳时间比原来缩短了一半以上;罗经在动基座上的快稳时间可减少到半小时以内。     

具有非线性修正特性的“JYJD”罗经机动误差数字仿真

舰船机动航行时罗经的指向误差是陀螺罗经的主要技术指标。“JYJD”电控罗经为了减小这一误差,在电磁摆中设置了限位器,这样就使陀螺罗经的修正特性呈非线性,因而机动时的干扰力矩是不连续的。以往对不连续干扰力矩作用下罗经的运动特性未见深入分析。本文在自行编制的一套仿真程序基础上,根据罗经的不同参数和机动航行条件,仿真出“JYJD”罗经的机动误差曲线,为设计“JYJD”罗经确定有关参数提供依据。数字仿真结果与“JYJD”罗经限位角40角分时机动航行实测结果相当接近,表明电磁摆取适当的限位角对减小“JYJD”罗经的机动误差很有好处。因此设计罗经时根据用户提出的机动航行条件,确定电磁摆限位角大小极为重要。     

陀螺罗经的发展动向和我国发展对策的探讨

本文在对国外七八十年代罗经产品的性能指标与结构演变进行分析的基础上,总结归纳了陀螺罗经的发展动向,讨论了我国发展陀螺罗经的对策,最后还对现代理论、现代设计方法和新技术在陀螺罗经设计中的应用进行了探讨。     

基于模糊控制技术的磁罗经自差自校正系统

为了解决磁罗经不能自动校正自差、精度低的问题，研制了一种利用模糊控制技术实现磁罗经自差自动校正的系统。仿真分析表明，该系统不仅降低了校正所需时间，而且提高了校正精度。     

不受加速度干扰的新型电磁摆

本文提出了一种不受加速度干扰的新型电磁摆原理,并分析了其动态特性,讨论了其结构实现,为消除电控陀螺罗经的动态机构误差提供了有效方法。     

基于VR船舶磁罗经倾斜自差的模拟校正实现建模研究①

基于VR的磁罗经自差校正系统能很好解决船舶磁罗经自差校正工作费用高,过于依赖专业的罗经校正员问题,通过虚拟场景的创设突破现有的教学环境的局限,实现对航海人员校正磁罗经自差的能力训练。主要研究基于VR磁罗经自差校正模拟训练系统中船舶磁罗经倾斜自差的模拟校正的实现,着重通过对船舶在纵横倾情况下的倾斜自差模型和罗盘受到纵横倾附加力的作用产生的来回侧偏转运动简化数学模型的构建,使开发的基于VR的磁罗经自差校正系统能够实现倾斜自差的校正训练功能,并贴合船舶磁罗经校正工作现实需要和实际,具有一定的实践操作训练指导价值。     

Biological sensing of small field differences by magnetically sensitive chemical reactions

There is evidence that animals can detect small changes in the Earth's magnetic field by two distinct mechanisms, one using the mineral magnetite as the primary sensor and one using magnetically sensitive chemical reactions. Magnetite responds by physically twisting, or even reorienting the whole organism in the case of some bacteria, but the magnetic dipoles of individual molecules are too small to respond in the same way. Here we assess whether reactions whose rates are affected by the orientation of reactants in magnetic fields could form the basis of a biological compass. We use a general model, incorporating biological components and design criteria, to calculate realistic constraints for such a compass. This model compares a chemical signal produced owing to magnetic field effects with stochastic noise and with changes due to physiological temperature variation. Our analysis shows that a chemically based biological compass is feasible with its size, for any given detection limit, being dependent on the magnetic sensitivity of the rate constant of the chemical reaction.     

磁罗盘工程校准方法研究

针对磁罗盘的工程应用,分析了磁罗盘测量误差来源。给出了通用磁罗盘校准软件使用模型。提出了磁罗盘工程校准方法,并对系统中存在多个磁罗盘,提出数据融合校准方法。应用结果表明,该方法可有效解决磁罗盘在工程中的校准及应用问题。     

略谈磁性指向器的形制

司南是最早的磁性指向器.北宋时期,磁化技术的突破,导致磁性指向器的形制有了新的演变,其中,用针指向是磁性指向器形制最重要的改进.指南针的出现,极大提高了磁性指向器的指向精度,加快了磁偏现象的发现.之后,指南针的形制仍不断被改进,指南鱼发展成水罗盘,用以指向的木刻鱼被穿上小木条的磁针取代,"指南鱼"的形制消失;指南龟发展成枢轴支承式,成了旱罗盘.本文对磁性指向器的发明和演进过程稍作梳理,希望对帮助广大读者了解这一问题能够有所裨益.     

Robins have a magnetic compass in both eyes

Arising from W. Wiltschko et al. 419, 467-470 (2002); Wiltschko et al. replyThe magnetic compass of migratory birds is embedded in the visual system and it has been reported by Wiltschko et al. that European Robins, Erithacus rubecula, cannot show magnetic compass orientation using their left eye only. This has led to the notion that the magnetic compass should be located only in the right eye of birds. However, a complete right lateralization of the magnetic compass would be very surprising, and functional neuroanatomical data have questioned this notion. Here we show that the results of Wiltschko et al. could not be independently confirmed using double-blind protocols. European Robins can perform magnetic compass orientation with both eyes open, with the left eye open only, and with the right eye open only. No clear lateralization is observed.     

车载卫星通信站中电子罗盘的应用和研究

为实现自动快速对星需求,电子罗盘已成为车载天线伺服系统的重要组成部分。但受到安装位置和地域环境磁场的影响,电子罗盘的测量数据会发生某种偏差,从而造成对星目标计算误差,在一定程度上制约了天线快速对星性能。文章以Honeywell公司生产的HMR3000为例,对电子罗盘定向应用进行深入研究,并给出主要标定方法的实现过程。该文对于电子罗盘在工程应用实践有着重要的参考价值。     

磁传感器在航海上的应用

针对磁传感器技术发展中存在的问题,论述了霍尔罗经、磁通门罗经、磁阻罗经和巨磁电阻罗经的基本原理、工作特点及其在航海上的应用.并基于巨磁电阻传感器工作原理,结合微处理机技术,研制了可在船上应用的巨磁电阻罗经,在航海上有广阔的应用前景.     

Resonance effects indicate a radical-pair mechanism for avian magnetic compass

Migratory birds are known to use the geomagnetic field as a source of compass information. There are two competing hypotheses for the primary process underlying the avian magnetic compass, one involving magnetite, the other a magnetically sensitive chemical reaction. Here we show that oscillating magnetic fields disrupt the magnetic orientation behaviour of migratory birds. Robins were disoriented when exposed to a vertically aligned broadband (0.1-10 MHz) or a single-frequency (7-MHz) field in addition to the geomagnetic field. Moreover, in the 7-MHz oscillating field, this effect depended on the angle between the oscillating and the geomagnetic fields. The birds exhibited seasonally appropriate migratory orientation when the oscillating field was parallel to the geomagnetic field, but were disoriented when it was presented at a 24 degrees or 48 degrees angle. These results are consistent with a resonance effect on singlet-triplet transitions and suggest a magnetic compass based on a radical-pair mechanism.     

磁罗经数字转换器的设计

磁罗经作为低价而性能稳定的船用设备得到了大多数船只的配置应用,由于磁罗经通常安装在船头露天的地方,在使用时不太方便。磁罗经数字转换器使用固态磁阻传感器将磁罗经的磁针方位角转换成数字量的角度信号,利用单片机处理并传送到雷达或电子海图仪等设备上,从而实现航向角等航行信息的综合集中显示。磁罗经数字转换器可提供分辨率小于1°的航向角,不但可用在船上作为航行信息集中显示的辅助产品,也可以单独作为数字式电子指南针使用。     

关于利用偏振材料导航的探究

大气散射光具有偏振性质,研究空间各方向大气散射光的偏振排布等性质,利用偏振材料进行多方位数据探测,结合计算机图像数据分析,可以计算出以观测点为坐标原点的东南西北方位坐标。当白昼时,即便因天气原因太阳不可见,也可以由此判断方位。相比于指南针,该方法的优势之一就是在判断方向时,它不会受周围磁场的干扰。     

一种数字磁航向系统的设计及罗差校正新方法

设计并研制了一种高精度的数字磁航向系统。根据飞机罗差的性质和罗差方程，提出了一种校正该系统罗差及校验该系统磁感应传感器工具误差的新方法。实验结果表明：该系统精度较高、工作可靠、结构筒单；罗差补偿极为方便；适合用于有交联的机载定向系统。