3、电阻R4、肖特 基二极管D1、肖特基二极管D2、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4和放大器；
[0070] 电阻R2的一端连接电源地，电阻R2的另一端同时连接放大器的反向信号输入端、 开关S2的一端和开关S3的一端，电阻R4的一端连接基准电压，电阻R4的另一端同时连接 放大器的正向信号输入端和电阻R1的一端，放大器的正负极分别连接电源正极和电源地， 放大器信号输出端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端同时连接电阻R1的另一端、肖特 基二极管D1的正极、开关S1的一端和开关S4的一端，开关S4的另一端和开关S3的另一 端相连并作为三维磁感传感器线圈的一个连接端，开关S2的另一端和开关S1的另一端相 连并作为三维磁感传感器线圈的另一个连接端，肖特基二极管D1的负极连接肖特基二极 管D2的负极，肖特基二极管D2的正极接电源地。
[0071] 在实际应用时，本实施方式将三维磁感传感器三个方向的线圈分别接入三组线圈 激励电路中，利用FPGA分别控制开关S1、开关S2、开关S3和开关S4的开通或关断，进而改 变激励方向。其输出的激励信号波形图如图5所示。
[0072]激励电路是通过调整滞回比较器参数，形成脉冲信号对磁传感器的磁感线圈施加 激励。采用FPGA控制激励电路中模拟开关，对三维磁感传感器的磁感线圈施加正向和反向 激励，由于磁感效应，正、反两次激励所产生的频率信号存在时差，即通过计算两次激励的 频率信号的时差来实现对地磁场检测。本实施方式采用脉冲信号激励，有效降低了三维磁 感传感器的功耗。
[0073]本实施方式采用LR谐振滞回比较器电路产生一定频率脉冲激励电源施加在被测 三维磁感传感器，LR谐振电路频率f计算公式：
[0074]
[0075] 激励电路利用FPGA开关S1、开关S2、开关S3和开关S4控制正向和反向电路激励 方向。如图4所示，当开关S2和开关S4闭合时，激励电路处于正向激励状态，当开关S1、开 关S2和开关S3闭合时，激励电路处于反向激励状态，利用两次激励的频率差实现对地磁场 检测。
[0076]采用脉宽调制技术，通过调节VREF端电压来调节滞回比较器的阈值电压VT1和VT2,从而改变输出信号的上升时间和下降时间，最终实现脉冲宽控制，本实施方式调制脉
[0078] 冲占空比为1:10,相较于脉宽比为1:1的方波信号可有效降低器件激励功率，如图5所示。[0077] 滞回比较器阈值电压VT1和VT2的计算公式如下：
[0079]
[0080]上式中，&为电阻R1的阻值，R2为电阻R2的阻值，R4为电阻R4的阻值，VREF为 图4电路中VREF端电压值。
【具体实施方式】 [0081] 六：本实施方式是对一所述的一种三维磁感式磁罗经 作进一步说明，本实施方式中，FPGA的频率计模块包括：时差信号采集单元和磁场强度信 号获得单兀；
[0082] 时差信号采集单元：实时采集三维磁感传感器输出的时差信号，该时差信号包括 X轴正向时差信号tPx、X轴反向时差信号tNx、Y轴正向时差信号tPy、Y轴反向时差信号 丁队"轴正向时差信号^巧和冗轴反向时差信号^?^;
[0083] 磁场强度信号获得单元：所述磁场强度信号包括X轴磁场强度HX、Y轴磁场强度Hy 和Z轴磁场强度Hz;
[0084] 利用下式获得X轴磁场强度Hx:
[0085] Hx=k(Tpx-TNx),
[0086] 利用下式获得Y轴磁场强度Hy:
[0087] Hy=k(tpY-tNy),
[0088] 利用下式获得Z轴磁场强度Hz:
[0089] Hz=k(Tpz-TNz),
[0090] 上式中k均为修正系数。
[0091] 本实施方式中，利用FPGA对的三维磁感应传感器的三轴频率差信号进行同步采 样及运算处理，同步输出三轴磁场强度信号。同步信号处理提高了磁罗经在高速姿态变化 条件下的测量精度。
[0092]
【具体实施方式】七：本实施方式是对【具体实施方式】六所述的一种三维磁感式磁罗经 作进一步说明，本实施方式中，圆形旋转极值修正单元中，所述磁干扰修正信号包括X轴磁 干扰修正信号H' 磁干扰修正信号H'Y，所述对磁场强度信号进行磁干扰修正包括 一次修正单元、判断单元和二次修正单元，
[0093] -次修正单元：采用冒泡排序法获得X轴磁场强度极大值Hx_、X轴磁场强度极小 值Hx_、Y轴磁场强度极大值HY_和Y轴磁场强度极小值HY_，
[0094]利用下式获得X轴测量范围HXran、Y轴测量范围HYran、X轴偏移HXc^PY轴偏移HYrf:
[0095]
[0096] 根据偏移的圆心移动算法获得一次修正后的磁干扰修正信号，该一次修正后的磁 干扰修正信号包括X轴一次修正信号H'XJPY轴一次修正信号H' ￥1：
[0097]
[0098] 判断单元：判断X轴测量范围H&an和Y轴测量范围HYran的大小关系，
[0099] 若HXran>Hftan，则对Y轴一次修正信号H'Y1进行二次修正，并将X轴一次修正信号 H'X1作为X轴磁干扰修正信号H'x，将Y轴二次修正信号H'Y2作为Y轴磁干扰修正信号 H，Y，
[0100] 若HXran〈Hftan，则对X轴一次修正信号H'X1进行二次修正，并将X轴二次修正信号 屮X2作为X轴磁干扰修正信号H'x，将Y轴一次修正信号H'Y1作为Y轴磁干扰修正信号 Y;
[0101] 二次修正单元：利用下式获得X轴二次修正信号H'xjPY轴二次修正信号H' Y2:
[0102]
[0103] 本实施方式中，三维磁罗经传感器的背景磁干扰智能补偿方法采用的是圆形旋转 极值修正法来补偿传感器所处环境中软、硬磁对其的干扰。该方法简便、实用，通过圆心移 动和椭圆变圆算法操作，使得磁罗经传感器具有抗背景磁干扰能力，能够使最后获得的航 向角精度达到0.5°。
【具体实施方式】 [0104] 八：实施方式是对七所述的一种三维磁感式磁罗经作 进一步说明，本实施方式中，利用下式获得倾角补偿修正信号，该倾角补偿修正信号包括X 轴倾角补偿修正信号H" 0PY轴倾角补偿修正信号H" Y:
[0105]
[0106] 利用下式获得航向角也：
[0107]
[0108] 的姿态补偿功能主要依靠三维加速度传感器和三维陀螺仪传感器，三维加速度传 感器的电路结构如图6所示，三维陀螺仪传感器的电路结构如图7所示。两者具有互补性， 三维加速度传感器能够测量近乎静止的物体姿态倾角并具有很高的精度，而三维陀螺仪传 感器善于测量动态物体的角速度，所以实施方式利用两者的互补性进行复合式补偿三维磁 罗经传感器的姿态，使传感器姿态测量补偿满足动态响应要求。
[0109] 利用FPGA的并行处理信号能力，将AD芯片分为三路同时采集三维加速度传感器 信号，然后FPGA中的AD控制模块也分为三路同时采集AD芯片内的数字信号；将SPI总线 模块分为三路同时采集三维陀螺仪传感器信号，消除时差影响，利用DSP芯片采用卡尔曼 滤波技术融合两者信息，补偿磁传感器姿态误差，计算磁罗经传感器的姿态角。
【具体实施方式】 [0110] 九：实施方式是对一所述的一种三维磁感式磁罗经作 进一步说明，本实施方式中，三维加速度传感器为KXR94-2050加速度传感器，三维陀螺仪 传感器为SCR1100-D04单轴陀螺仪。
【具体实施方式】 [0111] 十：实施方式是对一所述的一种三维磁感式磁罗经作 进一步说明，本实施方式中，频率计模块包括三个频率计。
[0112] 在实际应用时，采用等精度频率测