关于地球磁场，多旋翼GPS定点、回航你必须了解的知识。

abin · 发表于 2013-7-10 01:46

本帖最后由 abin 于 2013-7-10 03:11 编辑

近来在解答相关疑问时发现大家对地球磁场在GPS定点中的作用非常不了解，另外也不知道磁场为什么会被干扰。
下面就几个图示来说明，地球磁场在多旋翼飞控中，定点与返航的作用展开说明。以及一些基本的地球磁场知识，希望大家有用，减少相关事故产生。

如上图，不管是回航还是定点，都可以理解为从一个点到另外一个点的过程。只是回航这2点的距离很长，而定点这2点的距离很小。从一个点到另外一个点，需要知道2个信息才能进行，一个是这2个点的位置，另外一个就是从这点到另外一个点的方向（走反了，就定点不住了）

在SuperX 这类多旋翼飞控系统中，位置的信息通过GPS得到，而方向信息通过罗盘得到。

那么什么情况下，会不定点呢？
常规大家都会理解为丢卫星，因为卫星没了，就没办法提供位置信息，所以定点失效。SuperX 在卫星没有时，或者卫星不够时红绿双闪，所以非常容易得到一个信息反馈，就是卫星是否丢了。但还有另外一个情况，也会定不住点，那就是罗盘提供的航向错了。原本应该A到B点的，结果越飞越远。

什么时候罗盘会提供错误的航向呢？
无非以下几种可能：
1：罗盘坏了（罗盘不工作，SuperX的黑匣子可以直接看到，数据恒定一般就是罗盘故障了）
2：罗盘就是一个电子指南针，依赖地球微弱的磁场工作。如果地球磁场被干扰，也会输出错误的航向信息。
在说清地球磁场被干扰前，还需要解释下地球磁场和干扰源

上图中是理想的情况下，磁场的指向图。一般在开阔地和高空中，可以有这样的环境。磁场非常干净。

但实际情况呢？没错，实际情况就不那么干净了，在建筑旁边，磁场是非常紊乱的（取决于建筑的大小和材质，以及建筑上的设备）。
这个时候你可能有疑问了，为什么你在建筑物旁边飞行还能定点，没有受影响呢？道理蛮简单的，因为干扰不够大。当磁场偏差几度，十几度的时候，定点还是可以进行的，只是定点可能不够稳定，会来回小范围的跑。再大一点就刷锅，再大一点就定不住了。

那如何避免相关干扰你？
其实避免的最好方式是躲开干扰。因为磁场是屏蔽不掉的。一方面，屏蔽掉磁场后，你的罗盘也不能工作了，因为罗盘就是检测地球磁场得到航向的。另外一方面，屏蔽磁性干扰的方法复杂。所以只能躲开干扰。几乎所有飞控说明书中都会说，要避开矿山、高楼、铁塔飞等飞行，都是指这类干扰罗盘的问题。

但飞行条件往往受限于环境，这个时候，就需要具备一些应急处理方法。SuperX 在算法设计时就考虑了这样的问题，SuperX的传感器参与是梯度的。越高级的模式，传感器参与的越多。如GPS模式下，罗盘就是参与的。但是在姿态模式下，罗盘就不参与了。所以发生定点无法进行时，可以切到姿态模式。就可以避免GPS不必要的错误动作。

罗盘校准又是什么作用呢？
可能你会认为每到一个环境下，校准一次罗盘可以解决干扰问题。对于固定的干扰是的，但是对于环境变化的干扰却不是如此。
罗盘校准的作用是，把罗盘附近的固定干扰采集到。在计算出航向时，减去这些干扰。就可以得到正确的航向。请注意，这里是指固定的干扰，即这个干扰不能变化。那么什么样的干扰是固定的呢？比GPS罗盘模块支架上的铁质螺丝，就是固定的干扰；罗盘元器件下面的焊盘和周围的元器件干扰，就是固定的。这些都可以通过校准来解决。

那什么是不固定的呢？电机的干扰就不是固定的，转速不同，电机的干扰就不一样。电池导线的干扰也属于不固定，因为大电流的导体周围也会产生磁场干扰罗盘。GPS罗盘模块的支高、支远的作用，就是用一定的距离来避开这些变化的干扰。图传等由于发射大功率的无线电波，也会产生变化的磁场。所以也会干扰罗盘。

一个楼房，一座建筑的干扰本来是固定的，但是飞机在不停的变化位置，所以相对飞机来说，楼宇间飞行就是变化的磁场了。只要干扰够大，定点就会受到影响，通过校准罗盘是解决不了这个干扰的。。

最后，拿SuperX的黑匣子数据做下说明（SuperX内置了黑匣子功能，用户可以自行查看）：

上图为地磁正常的飞行。（详细查看：http://www.xaircraft.com/blackbo ... 3428.000_58.1.11.39）

上图为地磁不正常的飞行。（详细查看：http://www.xaircraft.com/blackbo ... 3428.000_64.3.00.17）

Nokia82 · 发表于 2013-7-10 02:03

我也学习学习

五郎 · 发表于 2013-7-10 02:06

本帖最后由五郎于 2013-7-10 02:17 编辑

哭笑不得啊，飞控的原因，来怪磁场太强大？这磁场也太强大吧，为何就偏偏XA的飞控会出现这样的情况？能解释下：为何别家没有因为磁场问题而炸机的事件，尤其磁场问题导致多旋翼会自旋？？？别家飞控还真没见过吧？倒是你的出现了呢？别扯什么技术词汇，解释这个问题就可以了。难道硬件和软件和别家的不一样？如果你ABIN确定是磁场原因，那就证明，SX只是好飞的飞控，但不是安全的飞控，一点磁场变化就出现问题。也就确定SX飞控失控回航，GPS模式飞行，只要经过磁场异常的地方，就会炸机这事实了吧？要么你承认飞控问题，要么你承认是磁场问题，越解释越搞笑。。。

abin · 发表于 2013-7-10 02:20

五郎发表于 2013-7-10 02:06
哭笑不得啊，飞控的原因，来怪磁场太强大？这磁场也太强大吧，为何就偏偏XA的飞控会出现这样的情况？能解释 ...

选择谁家飞控是您的自由，通过黑匣子告诉用户可能的问题是我们的态度！至于别家飞控炸鸡，不定点是否能提供到SuperX这样的分析功能，那才真是一个技术问题。分析未必十全十美，但做到十全九美SuperX能行！

五郎 · 发表于 2013-7-10 02:26

abin 发表于 2013-7-10 02:20
选择谁家飞控是您的自由，通过黑匣子告诉用户可能的问题是我们的态度！至于别家飞控炸鸡，不定点是否能提 ...

解释我的问题，为何就SX会出现磁场变化，就会导致GPS不稳定，别家根本就没有这样的情况吧？？为何你家就会出现呢？是硬件问题，还是软件问题？你到底承认是磁场原因，还是飞控原因呢？不要拿什么售后和黑匣子来糊弄我的问题。

abin · 发表于 2013-7-10 02:53

五郎发表于 2013-7-10 02:26
解释我的问题，为何就SX会出现磁场变化，就会导致GPS不稳定，别家根本就没有这样的情况吧？？为何你家就会 ...

superx的算法性能是否足够的好，正在使用superx的用户心里有杆秤的。不用户忽悠也不用争辩。介于之前您在这个帖子里的回复：http://bbs.5imx.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=792176&extra=page%3D1，我只能说这是一篇分享知识的帖子，有用顶一下，没用骂两句也ok的。

至于你手里的飞控是否已经牛b到可以不怕磁场干扰，不需要阅读这类信息让自己飞的更加放心，真不是我能操心的事情。
不早了，睡吧，明天还要上班呢！

五郎 · 发表于 2013-7-10 03:25

abin 发表于 2013-7-10 02:53
superx的算法性能是否足够的好，正在使用superx的用户心里有杆秤的。不用户忽悠也不用争辩。介于之前您在 ...

回答问题，不要举无关的例子。不是很喜欢回答问题吗？为何对我的问题，只字不提？

37583551 · 发表于 2013-7-10 03:40

地理位置变化和建筑物确实会导致磁极的变化,磁航向在不同地区的磁偏角也是不同的,在民航中航图会特别标出磁偏角的偏转方向和角度,
但是感觉GPS定位在发生位移的同时也会能计算出来运动的磁方向吧,看看固件中加一下这个算法呢

del715 · 发表于 2013-7-10 06:40

马甲出没，注意闪避

nikeiii · 发表于 2013-7-10 07:26

电机的磁场干扰貌似也不小啊，所以gps用在多轴上就是个杯具

好邻舍 · 发表于 2013-7-10 07:36

学习了

入魔真心伤不起 · 发表于 2013-7-10 07:59

del715 发表于 2013-7-10 06:40
马甲出没，注意闪避

而且是黑马甲

疯狂的孙女 · 发表于 2013-7-10 08:57

我用SX我顶啊！！！支持个~

Himalaya · 发表于 2013-7-10 09:18

本帖最后由 Himalaya 于 2013-7-10 09:22 编辑

赞扫盲贴！
以同样的思维方式，那些列兵低端黑是否也可以想想，为什么别家就没有这样的扫盲贴呢？最多只是针对自己的产品做解释，而循循善诱做普及常识的基础工作的，真不多见。什么叫态度？这就叫态度！

PS：隔•壁某大牌那边的灵异炸机和飞丢事件多如牛毛，但你永远没法知道是磁场干扰还是其它什么干的。那边的苦逼兄弟只能自己举着手机罗盘在失事地点周围转悠找磁场异常。

吴坤 · 发表于 2013-7-10 09:23

在飞控判读出地磁异常时，可以根据飞行的轨迹计算出飞行方向，再重新计算回家的路线，这功能貌似在NAZA中有应用，我NAZA就试过，定点回航时方向错，但使用失控返航时，次次成功。我很喜欢SUPERX，但这个问题其实都过软件升级就能解决，希望abin认同

梦想的天空 · 发表于 2013-7-10 09:25

楼主辛苦，学习了

circle98 · 发表于 2013-7-10 09:43

本帖最后由 circle98 于 2013-7-10 09:46 编辑

顶一个！学习了！武大郎还玩过几个控？一边玩KK去吧！

阔靖 · 发表于 2013-7-10 09:54

客观讲，SX飞控比之前的1212 有了本质提升。至于算法，不做AB对比，很难凭主管下定论。但绝对是现在主流飞控的水准，并且做工更好，更实惠。

我不是任意一家的粉丝，更不会黑谁家。玩个东西而已，犯不着。其实，XA的1212是我入手四旋翼的启蒙，还是很感谢的。
至于让很多人反感，从头到尾…… XA输的都不是技术。从1212的失踪，到回来置换限定4旋翼…… 感觉一个成熟的公司都不会这么干。以前只有一个1212会比较在乎，现在WMK NAZA SX都有，也懒得较劲了，是好是不好，时间长了自然会用人民币投票。

这个帖子意义还是很大的。至于回帖较劲的那位……

再次感谢井晨帮我处理SX 的GPS的问题。

冷静的角落 · 发表于 2013-7-10 10:08

LZ发的主题，大家可以共同来讨论。但没有必要恶意的攻击！用一个马甲来找茬，自然得不到大家的认可！一个好的产品，需要不断的发掘问题，才能造出更好的产品！新手的言论，请大家不要介意

mianbao930 · 发表于 2013-7-10 10:27

磁场干扰对于SX确实是一个隐形杀手。。不过就算用SX炸了也好。。起码有黑匣子可以看看到底为啥会炸。。这对我们这些新手来说是莫大的帮助。。感谢ABIN带领的XA能做出如此好的售后。。希望再接再厉。
其实ABIN你发贴肯定会来喷子。。来得越多越好。。就怕他不来。。。某些脑残粉如果不来的话证明他还看不上你呢。。哈哈

关于地球磁场，多旋翼GPS定点、回航你必须了解的知识。

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