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电子罗盘是一种利用地磁场实现方位角测量的定向导航仪器。电子罗盘具有体积小，操作灵活，精度高，功耗低等优点，在航空航天，航海测绘，组合导航，飞行器控制等诸多领域都有着广泛应用，且对国民经济和军事发展都有着重要影响，近年来一直是国内外的研究热点。目前电子罗盘中的地磁检测常用HALL、AMR、GMR效应的传感器或磁通门技术，而此类检测方式存在灵敏度偏低，线性度较差，后置电路复杂，体积大等缺点。作为第四代磁阻传感器，TMR传感器具有灵敏度高，线性度好，动态范围宽等特点，一定程度上弥补了以上效应的不足。本设计正是以此为背景开展TMR在电子罗盘中的应用研究。论文首先论述了常见磁阻式电子罗盘的测量原理，在此基础上，对本研究所使用的TMR传感器进行了效应介绍及优势分析。然后，针对电子罗盘系统设计中的软、硬件设计和数据处理与算法补偿及系统标校等内容展开论述。硬件设计方面，根据系统的目标性能及指标参数，重点对罗盘系统所使用的传感器及调理电路、系统控制及数据传输等电路单元进行了器件选型和电路设计；软件方面，根据系统功能分别对ADC的数据采集控制，数据的误差处理与补偿，方位角的解算，数据的传输等内容进行了软件设计；最终完成了系统样机制作。数据处理与算法补偿方面，首先，对罗盘系统进行了标校实验，获取了补偿参数。然后，分析了罗盘系统中的常见误差来源，针对主要的制造、安装、罗差等误差源，在对比多种常用补偿方法的基础上，选择并采用椭球、椭圆拟合及最小二乘法算法进行数据修正和误差补偿。实验方面，对AMR、GMR、TMR三种磁阻效应的传感器性能测试，实验结果表明：TMR传感器的线性度良好，达到0.64%，测试灵敏度7.59mV/V/Gs，明显高出AMR的测试灵敏度0.43mV/V/Gs及GMR测试灵敏度2.83mV/V/Gs几倍甚至一个数量级。进行方位角测试实验，测试结果经椭球拟合，获得传感器和加速度计的校正参数；椭圆拟合获得磁场干扰等的误差参数，方位角可达0.69°；最小二乘法方位角误差小于0.435°。通过本项目的研究，实现了原理性样机，实验测试结果验证了TMR效应在电子罗盘中应用的可行性，对进一步研究新一代隧道磁阻式电子罗盘具有借鉴意义。