电子罗盘是如何确定方向的呢?

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电子罗盘,也称为数字指南针,是一种利用地球磁场来确定方向的设备。它的工作原理基于地磁场的矢量特性,以及磁场在不同地理位置的强度和方向的变化。

地球磁场像一个条形磁体一样由磁南极指向磁北极。在磁极点处磁场和当地的水平面垂直,在赤道磁场和当地的水平面平行。所以在北半球磁场方向倾斜指向地面。用来衡量磁感应强度大小的单位是Tesla或者Gauss(1Tesla=10000Gauss)。

随着地理位置的不同,通常地磁场的强度是0.4-0.6 Gauss。需要注意的是,磁北极和地理上的北极并不重合,通常他们之间有11度左右的夹角。

因为地磁场是一个矢量,对于一个固定的地点来说,这个矢量可以被分解为两个与当地水平面平行的分量和一个与当地水平面垂直的分量。如果保持电子罗盘和当地的水平面平行,那么罗盘中磁力计的三个轴就和这三个分量对应起来。

实际上对水平方向的两个分量来说,他们的矢量和总是指向磁北的。罗盘中的航向角(Azimuth)就是当前方向和磁北的夹角。由于罗盘保持水平,如果加入地球磁偏角,只需要用磁力计水平方向两轴(通常为X轴和Y轴)的检测数据就可以计算出航向角。当罗盘水平旋转的时候,航向角在0°- 360°之间变化。

电子罗盘通过测量地球磁场的方向和强度,结合地理位置信息,计算出当前方向和磁北的夹角,从而确定方向。
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