本發(fā)明涉及測(cè)量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地磁測(cè)量誤差補(bǔ)償試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

高精度導(dǎo)航定位是潛艇、飛機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航和導(dǎo)彈制導(dǎo)的關(guān)鍵技術(shù)之一，是世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。目前，常用的導(dǎo)航定位方式有慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航和岸基無(wú)線電導(dǎo)航等。這些導(dǎo)航方式都有各自的不足，比如：慣性導(dǎo)航技術(shù)存在誤差積累的缺點(diǎn)，gps信號(hào)容易受到干擾，岸基無(wú)線電導(dǎo)航方式又容易暴露位置等。所以國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直在探索一種具有精度高、隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)的導(dǎo)航方式。

地磁場(chǎng)是地球固有的物理場(chǎng)，所以利用地磁場(chǎng)進(jìn)行導(dǎo)航具有被動(dòng)接收、隱蔽性好，誤差不隨時(shí)間積累等優(yōu)點(diǎn)；可以提供全天時(shí)、全天候、全地域的導(dǎo)航定位及姿態(tài)信息，而且地磁傳感器體積小，價(jià)格便宜，能耗低，易于集成?；诖耍玫卮排c其他導(dǎo)航方式相結(jié)合的組合導(dǎo)航方式備受人們的關(guān)注。

地磁向量場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲取是實(shí)現(xiàn)高精度地磁導(dǎo)航控制的基礎(chǔ)。但是，安裝地磁測(cè)量傳感器的運(yùn)載體多由鐵磁物質(zhì)等材料制成，這些鐵磁物質(zhì)在地磁場(chǎng)的作用下，容易產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，所以地磁場(chǎng)的測(cè)量會(huì)受到地磁傳感器周圍鐵磁物質(zhì)的干擾。傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量的是其周圍的磁場(chǎng)信息，該磁場(chǎng)既包括基本的地磁場(chǎng)，也包括傳感器周圍的鐵磁材料和導(dǎo)線圈產(chǎn)生的干擾磁場(chǎng)。若在地磁測(cè)量中忽視載體等干擾磁場(chǎng)的信息，則會(huì)引起很大的地磁測(cè)量噪聲，大大減小磁測(cè)數(shù)據(jù)的信噪比，降低地磁導(dǎo)航的精度。因此，必須對(duì)地磁測(cè)量中的載體磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，以提高地磁導(dǎo)航的精度。

設(shè)真空中的地磁場(chǎng)為，由于磁介質(zhì)發(fā)生磁化而產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)為，則磁介質(zhì)周圍的總磁場(chǎng)為。而不同的磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響也不同，就磁性而言，磁介質(zhì)材料可以分為三類：

（1）順磁材料：這類物質(zhì)在外磁場(chǎng)中呈現(xiàn)十分微弱的磁性，并且磁化后的附加磁場(chǎng)與方向相同。如錳、鉻、鉑等；

（2）抗磁材料：與順磁物質(zhì)同屬于弱磁性物質(zhì)，但是，他們它們的附加磁場(chǎng)與方向相反。比如：氫、銅、金、銀等；

（3）鐵磁材料：這類物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下會(huì)產(chǎn)生很大的附加磁場(chǎng)，且與原磁場(chǎng)方向相同。比如：鐵、鈷、鎳及其合金等。

鐵磁材料按照其矯頑力的大小又可以分為硬磁材料和軟磁材料。硬磁材料是指磁化后不易退磁而能長(zhǎng)期保留磁性的一種鐵氧體材料，也稱為永磁材料或者恒磁材料。它的磁場(chǎng)強(qiáng)度可以認(rèn)為是不變的，不會(huì)隨著載體姿態(tài)或位置的變化而變化。由于磁傳感器的體積很小，因而可以認(rèn)為存在于磁傳感器周圍的硬磁材料產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)在傳感器周圍是均勻分布的。這時(shí)，傳感器測(cè)得的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)既包含地磁場(chǎng)分量，也包含硬磁材料產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)。因?yàn)橛泊盼镔|(zhì)與傳感器相對(duì)位置不變，所以載體任意位置下的附加磁場(chǎng)在傳感器三軸上的分量不變，因而相對(duì)容易補(bǔ)償。

軟磁材料指具有較低的矯頑力和高磁導(dǎo)率的磁性材料。軟磁材料易于磁化，也易于退磁。其對(duì)傳感器測(cè)量的影響程度主要取決于兩個(gè)方面：材料本身的磁化系數(shù)和環(huán)境的磁場(chǎng)。不同材料，在不同磁場(chǎng)中產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)變化較大，補(bǔ)償起來(lái)相對(duì)困難。

載體磁場(chǎng)引起的誤差可以通過(guò)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)乃惴ㄟM(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償精度需要設(shè)計(jì)精密的實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證。目前也有一些三軸轉(zhuǎn)臺(tái)能夠模擬多種功能，但是在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，仍存在鉛垂度誤差、傾角誤差等，并且能夠應(yīng)用于地磁測(cè)量誤差補(bǔ)償?shù)脑囼?yàn)裝置近乎空白。常規(guī)的三軸轉(zhuǎn)臺(tái)存在以下缺點(diǎn)：其材料勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生較大的干擾磁場(chǎng)，影響地磁場(chǎng)的測(cè)量；沒(méi)有設(shè)計(jì)用于改變傳感器與載體相對(duì)位置的多自由度調(diào)節(jié)裝置；沒(méi)有設(shè)計(jì)用于測(cè)試前調(diào)節(jié)裝置水平的調(diào)平裝置；沒(méi)有設(shè)計(jì)平動(dòng)裝置。因此，研制一款高精度、低成本、能夠用于測(cè)量地磁干擾磁場(chǎng)的專業(yè)裝置勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種地磁測(cè)量誤差補(bǔ)償試驗(yàn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)存在干擾源情況下的地磁場(chǎng)總強(qiáng)度的精確測(cè)量，能夠?qū)Φ卮艤y(cè)量補(bǔ)償算法進(jìn)行驗(yàn)證，可以應(yīng)用于地磁數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、地磁導(dǎo)航等地磁測(cè)量或應(yīng)用領(lǐng)域的研究。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種地磁測(cè)量誤差補(bǔ)償試驗(yàn)裝置，包括能夠六自由度調(diào)整的轉(zhuǎn)臺(tái)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)包括底座及其上方的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與工作臺(tái)相連，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括俯仰運(yùn)動(dòng)組件、傾斜運(yùn)動(dòng)組件和方位角調(diào)整組件，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)俯仰角、傾斜角和方位角的調(diào)整；所述底座底部設(shè)有調(diào)平機(jī)構(gòu)；所述工作臺(tái)中部垂直設(shè)有支撐架，所述支撐架頂部設(shè)有傳感器夾緊臺(tái)，所述工作臺(tái)上方還設(shè)有模擬載體夾緊臺(tái)，所述模擬載體夾緊臺(tái)通過(guò)三自由度平動(dòng)機(jī)構(gòu)與工作臺(tái)相連，所述平動(dòng)機(jī)構(gòu)包括垂直運(yùn)動(dòng)組件和水平運(yùn)動(dòng)組件；所述地磁測(cè)量誤差補(bǔ)償試驗(yàn)裝置選用無(wú)磁材料制作。

優(yōu)選地，所述俯仰運(yùn)動(dòng)組件包括俯仰軸、俯仰軸蝸桿和俯仰軸蝸輪，所述俯仰軸固定在工作臺(tái)底部，所述俯仰軸蝸桿與俯仰軸固定相連，與俯仰軸蝸桿配合的俯仰軸蝸輪固定在轉(zhuǎn)軸上；所述傾斜運(yùn)動(dòng)組件包括傾斜軸和傾斜軸蝸桿，所述傾斜軸蝸桿設(shè)置在支架上，與傾斜軸蝸桿配合的傾斜軸蝸輪與傾斜軸固定連接；所述方位角調(diào)整組件包括方位軸、方位蝸桿及方位軸蝸輪，所述方位軸與支架相連，所述方位軸與方位軸蝸輪固定相連，所述方位蝸桿及方位軸蝸輪均設(shè)置在護(hù)罩內(nèi)。

優(yōu)選地，所述垂直運(yùn)動(dòng)組件包括立柱導(dǎo)軌、立柱滑塊及立柱鎖緊塊，所述立柱導(dǎo)軌為兩個(gè)、且對(duì)稱設(shè)置在工作臺(tái)上，所述立柱滑塊套裝在立柱導(dǎo)軌上，所述立柱鎖緊塊與立柱滑塊配合，所述立柱滑塊能夠通過(guò)立柱鎖緊塊固定在立柱導(dǎo)軌上；兩個(gè)立柱滑塊之間設(shè)有水平運(yùn)動(dòng)組件。

優(yōu)選地，所述水平運(yùn)動(dòng)組件包括左右運(yùn)動(dòng)部件和前后運(yùn)動(dòng)部件，所述前后運(yùn)動(dòng)部件包括y柱支架、y柱鎖緊滑塊和y柱鎖緊螺桿，所述y柱支架設(shè)置在水平框架兩側(cè)、且其兩端固定在水平框架內(nèi)側(cè)，所述水平框架均與兩側(cè)立柱滑塊固定相連，所述y柱鎖緊滑塊設(shè)置在y柱支架上，所述y柱鎖緊螺桿與y柱鎖緊滑塊配合，通過(guò)y柱鎖緊螺桿能夠?qū)柱鎖緊滑塊固定在y柱支架上；所述左右運(yùn)動(dòng)部件包括x柱導(dǎo)軌、x柱滑塊和x柱鎖緊塊，所述x柱導(dǎo)軌為平行并列的兩根、且均固定在y柱鎖緊滑塊上，所述x柱滑塊設(shè)置在x柱導(dǎo)軌上、且能夠通過(guò)x柱鎖緊塊固定在x柱滑塊上。

優(yōu)選地，所述俯仰軸下方設(shè)有刻度盤(pán)i，所述刻度盤(pán)i上設(shè)有游標(biāo)i，所述護(hù)罩上方設(shè)有刻度盤(pán)ii，所述刻度盤(pán)ii邊緣設(shè)有游標(biāo)ii，所述游標(biāo)ii設(shè)置在游標(biāo)座上。

優(yōu)選地，所述傾斜軸蝸桿、俯仰軸蝸桿及方位蝸桿端部均安裝調(diào)節(jié)手輪。

優(yōu)選地，所述工作臺(tái)及模擬載體夾緊臺(tái)上表面均設(shè)有調(diào)平水泡，所述工作臺(tái)上表面設(shè)有兩個(gè)相互垂直的調(diào)平水泡，所述模擬載體夾緊臺(tái)邊緣設(shè)有一個(gè)調(diào)平水泡。

優(yōu)選地，所述調(diào)平機(jī)構(gòu)包括調(diào)平地腳、調(diào)平螺桿和螺帽，所述調(diào)平螺桿貫穿轉(zhuǎn)臺(tái)的底座設(shè)置、且底部設(shè)有調(diào)平地腳，所述調(diào)平螺桿通過(guò)螺帽與轉(zhuǎn)臺(tái)的底座固定連接。

優(yōu)選地，所述俯仰角及傾斜角的調(diào)整范圍均為正負(fù)40度，所述方位角的調(diào)整范圍為360度。

進(jìn)一步地，所述調(diào)平螺桿上端設(shè)有調(diào)平手輪。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的俯仰運(yùn)動(dòng)組件、傾斜運(yùn)動(dòng)組件和方位角調(diào)整組件驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行俯仰角、傾斜角和方位角的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)六自由度的調(diào)整，進(jìn)而改變模擬載體與地磁傳感器的姿態(tài)角及相對(duì)位置。利用本發(fā)明能夠通過(guò)檢測(cè)不同地磁傳感器姿態(tài)角、模擬載體與地磁傳感器不同相對(duì)位置下的地磁場(chǎng)總強(qiáng)度，通過(guò)計(jì)算補(bǔ)償載體感應(yīng)磁場(chǎng)，得到精確的大地磁場(chǎng)強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種地磁測(cè)量誤差補(bǔ)償試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是工作臺(tái)上調(diào)平水泡的示意圖；

圖3是模擬載體夾緊臺(tái)的安裝示意圖；

圖中：1-調(diào)平地腳；2-螺帽；3-調(diào)平螺桿；4-軸套；5-螺母；6-調(diào)平手輪；7-螺釘；8-底座；9-壓片；10-墊片；11-轉(zhuǎn)接塊；12-護(hù)罩；13-刻度盤(pán)ii；14-調(diào)節(jié)手輪；15-傾斜軸蝸桿；16-傾斜軸；17-支架；18-游標(biāo)i；19-刻度盤(pán)i；20-立柱導(dǎo)軌；21-壓板；22-支架；23-傳感器夾緊臺(tái)；24-頂緊螺絲；25-立柱鎖緊塊；26-立柱滑塊；27-y柱支架；28-y柱鎖緊滑塊；29-y柱鎖緊螺桿；30-鎖緊手輪；31-螺釘；32-模擬載體夾緊臺(tái)；33-x柱滑塊；34-x柱鎖緊塊；35-x柱導(dǎo)軌；36-工作臺(tái)；37-俯仰軸；38-壓緊條；39-調(diào)整螺釘；40-俯仰軸蝸輪；41-俯仰軸蝸桿；42-軸承座；43-軸承；44-蓋板；45-游標(biāo)ii；46-游標(biāo)座；47-方位軸蝸輪；48-方位軸；49-調(diào)平水泡。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供的一種地磁測(cè)量誤差補(bǔ)償試驗(yàn)裝置，包括能夠六自由度調(diào)整的轉(zhuǎn)臺(tái)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)包括底座8及其上方的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與工作臺(tái)36相連，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括俯仰運(yùn)動(dòng)組件、傾斜運(yùn)動(dòng)組件和方位角調(diào)整組件，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的俯仰角、傾斜角和方位角的調(diào)整；所述底座底部設(shè)有調(diào)平機(jī)構(gòu)；所述工作臺(tái)36中部垂直設(shè)有支架22，所述支架22頂部設(shè)有傳感器夾緊臺(tái)23，所述工作臺(tái)36上方還設(shè)有模擬載體夾緊臺(tái)32，所述模擬載體夾緊臺(tái)32通過(guò)三自由度平動(dòng)機(jī)構(gòu)與工作臺(tái)36相連，所述平動(dòng)機(jī)構(gòu)包括垂直運(yùn)動(dòng)組件和水平運(yùn)動(dòng)組件；所述地磁測(cè)量誤差補(bǔ)償試驗(yàn)裝置選用無(wú)磁材料制作，可選用鋁合金或無(wú)磁不銹鋼等無(wú)磁材料來(lái)制作。整個(gè)裝置大到臺(tái)面、支架，小到螺釘、螺栓等部件均由鋁合金等無(wú)磁不銹鋼材料制作而成，確保轉(zhuǎn)臺(tái)在大地磁場(chǎng)中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，避免對(duì)地磁場(chǎng)的測(cè)量帶來(lái)干擾。將模擬載體放置在工作臺(tái)上方的模擬載體夾緊臺(tái)內(nèi)夾緊，將地磁傳感器放置在傳感器夾緊臺(tái)上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和平動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)改變模擬載體與地磁傳感器的相對(duì)位置，細(xì)化不同位置下載體干擾磁場(chǎng)對(duì)地磁場(chǎng)的影響，提高地磁場(chǎng)的測(cè)量精度。

作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述俯仰運(yùn)動(dòng)組件包括俯仰軸37、俯仰軸蝸桿41和俯仰軸蝸輪40，所述俯仰軸固定在工作臺(tái)底部，所述俯仰軸蝸桿與俯仰軸固定相連，與俯仰軸蝸桿配合的俯仰軸蝸輪固定在轉(zhuǎn)軸上；所述傾斜運(yùn)動(dòng)組件包括傾斜軸16和傾斜軸蝸桿15，所述傾斜軸蝸桿15設(shè)置在支架上，與傾斜軸蝸桿配合的傾斜軸蝸輪與傾斜軸固定連接，傾斜軸與轉(zhuǎn)軸同軸固定；所述方位角調(diào)整組件包括方位軸48、方位蝸桿及方位軸蝸輪47，所述方位軸與支架底部相連，所述方位軸48與方位軸蝸輪47固定相連，所述方位蝸桿及方位軸蝸輪均設(shè)置在護(hù)罩12內(nèi)。俯仰運(yùn)動(dòng)組件、傾斜運(yùn)動(dòng)組件和方位角調(diào)整組件均選用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，整體結(jié)構(gòu)更緊湊，具備較大的傳動(dòng)比，同時(shí)也具備自鎖功能。

其中，所述俯仰角及傾斜角的調(diào)整范圍均為正負(fù)40度，所述方位角的調(diào)整范圍為360度。為了精確確定調(diào)整角度，所述俯仰軸下方設(shè)有刻度盤(pán)i19，所述刻度盤(pán)i上設(shè)有游標(biāo)i18，所述護(hù)罩12上方設(shè)有刻度盤(pán)ii13，所述刻度盤(pán)ii13邊緣設(shè)有游標(biāo)ii45，所述游標(biāo)ii45設(shè)置在游標(biāo)座46上。傾斜軸蝸輪與位于其下方的刻度盤(pán)ii相固聯(lián)，即通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜軸蝸桿，實(shí)現(xiàn)傾斜角正負(fù)40度范圍的調(diào)節(jié)。俯仰軸的軸承與工作臺(tái)相固聯(lián)，其調(diào)節(jié)裝置與位于其下方的傾斜軸部分相固聯(lián)，即滿足調(diào)節(jié)俯仰角時(shí)，在原有傾斜角姿態(tài)的基礎(chǔ)上進(jìn)行俯仰角的改變，實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)調(diào)節(jié)，疊加控制，即俯仰傾斜姿態(tài)的調(diào)節(jié)互不干擾。俯仰角的調(diào)節(jié)范圍也為正負(fù)40度。方位角調(diào)整組件位于轉(zhuǎn)臺(tái)下方、且與底座相聯(lián)，刻度盤(pán)i與方位蝸桿端部的調(diào)節(jié)手輪14以蝸輪蝸桿的方式相互鉸鏈，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手輪，可以實(shí)現(xiàn)方位角（航向角）360度范圍的調(diào)節(jié)。

為了調(diào)節(jié)方便，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用手動(dòng)的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，沒(méi)有光電編碼器與感應(yīng)同步器，在讀取刻度時(shí)采用的是刻度盤(pán)和游標(biāo)構(gòu)成角度的讀取機(jī)構(gòu)，俯仰角、傾斜角以及方位角的精度可以達(dá)到。

另外，該轉(zhuǎn)臺(tái)沒(méi)有一般意義的軸系，采用滑動(dòng)摩擦軸系，除了施加徑向的約束外，還需要軸向約束。如：俯仰運(yùn)動(dòng)組件的支架內(nèi)設(shè)計(jì)有一楔形銅條，當(dāng)螺釘旋緊時(shí)，銅條緊貼在俯仰軸上，產(chǎn)生軸向力和向下的壓力，螺釘旋入的深度不同，銅條對(duì)俯仰軸的預(yù)緊力也不同?；诖?，轉(zhuǎn)臺(tái)顯得結(jié)構(gòu)小巧，簡(jiǎn)單，操作方便、快捷。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述垂直運(yùn)動(dòng)組件包括立柱導(dǎo)軌20、立柱滑塊26及立柱鎖緊塊25，所述立柱導(dǎo)軌20為兩個(gè)、且對(duì)稱設(shè)置在工作臺(tái)36上，所述立柱滑塊套裝在立柱導(dǎo)軌上，所述立柱鎖緊塊與立柱滑塊配合，所述立柱滑塊能夠通過(guò)立柱鎖緊塊固定在立柱導(dǎo)軌上；兩個(gè)立柱滑塊之間設(shè)有水平運(yùn)動(dòng)組件。

其中，所述水平運(yùn)動(dòng)組件包括左右運(yùn)動(dòng)部件和前后運(yùn)動(dòng)部件，所述前后運(yùn)動(dòng)部件包括y柱支架27、y柱鎖緊滑塊28和y柱鎖緊螺桿29，所述y柱支架27設(shè)置在水平框架兩側(cè)、且其兩端固定在水平框架內(nèi)側(cè)，所述水平框架均與兩側(cè)立柱滑塊26固定相連，所述y柱鎖緊滑塊設(shè)置在y柱支架上，所述y柱鎖緊螺桿與y柱鎖緊滑塊配合，通過(guò)y柱鎖緊螺桿能夠?qū)柱鎖緊滑塊固定在y柱支架上；所述左右運(yùn)動(dòng)部件包括x柱導(dǎo)軌35、x柱滑塊33和x柱鎖緊塊34，所述x柱導(dǎo)軌為平行并列的兩根、且均固定在y柱鎖緊滑塊上，所述x柱滑塊設(shè)置在x柱導(dǎo)軌上、且能夠通過(guò)x柱鎖緊塊固定在x柱滑塊上。

上述平動(dòng)機(jī)構(gòu)的垂直運(yùn)動(dòng)組件及水平運(yùn)動(dòng)組件的左右運(yùn)動(dòng)部件和前后運(yùn)動(dòng)部件均選用導(dǎo)柱滑塊配合的方式，具有操作簡(jiǎn)便、定位精度高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)模擬載體夾緊的垂直方向、水平面的前后和左右兩個(gè)方向的位置調(diào)整，即三個(gè)自由度（三個(gè)方位）的平行運(yùn)動(dòng)，從而可以改變模擬載體與地磁傳感器的相對(duì)位置，細(xì)化不同位置下載體干擾磁場(chǎng)對(duì)地磁場(chǎng)的影響，提高地磁場(chǎng)的測(cè)量精度。

為了方便調(diào)整，所述傾斜軸蝸桿15、俯仰軸蝸桿41及方位蝸桿端部均安裝調(diào)節(jié)手輪14。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，如圖2、3所示，所述工作臺(tái)及模擬載體夾緊臺(tái)上表面均設(shè)有調(diào)平水泡49，所述工作臺(tái)上表面設(shè)有兩個(gè)相互垂直的調(diào)平水泡49，所述模擬載體夾緊臺(tái)邊緣設(shè)有一個(gè)調(diào)平水泡49。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述調(diào)平機(jī)構(gòu)包括調(diào)平地腳1、調(diào)平螺桿3和螺帽2，所述調(diào)平螺桿3貫穿轉(zhuǎn)臺(tái)的底座8設(shè)置、且底部設(shè)有調(diào)平地腳1，所述調(diào)平螺桿3通過(guò)螺帽2與轉(zhuǎn)臺(tái)的底座8固定連接。轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)有三個(gè)調(diào)平地腳，具有60mm高度的調(diào)整范圍。同時(shí)，為了方便操作，所述調(diào)平螺桿上端設(shè)有調(diào)平手輪6。只要轉(zhuǎn)臺(tái)的重心偏離方位軸中心線不超過(guò)220mm時(shí)，可以保證轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體不發(fā)生傾覆，確保轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體安全。利用調(diào)平機(jī)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行調(diào)平，其精度可以達(dá)到，即轉(zhuǎn)臺(tái)在、、、四個(gè)位置，臺(tái)面的水平度不大于。無(wú)需借助電子水平儀等高精度儀器，只需通過(guò)調(diào)平氣泡調(diào)整調(diào)平地腳，即可滿足上述要求，調(diào)整手段簡(jiǎn)單易行，節(jié)省時(shí)間，精度較高。

本發(fā)明裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、平動(dòng)機(jī)構(gòu)以及調(diào)平裝置等均為無(wú)磁材料，不會(huì)對(duì)地磁測(cè)量帶來(lái)任何干擾。轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用蝸輪蝸桿的方式，平動(dòng)機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱滑塊的方式，調(diào)節(jié)更方便快捷。地磁測(cè)量精度較高，并且大大降低了測(cè)量所需的成本。本發(fā)明裝置設(shè)計(jì)精度較高，轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)面的平行度不大于，平面度不大于0.1mm；轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中航向角的調(diào)節(jié)范圍為，俯仰角、傾斜角調(diào)節(jié)范圍均為，三個(gè)姿態(tài)角的誤差均不大于；相對(duì)位置調(diào)節(jié)誤差不大于；工作臺(tái)面安裝的正交調(diào)平水泡，其誤差不大于；模擬載體夾緊臺(tái)凹槽底面相對(duì)于臺(tái)面在三軸方向的位置誤差不大于.本發(fā)明裝置調(diào)節(jié)方便，六個(gè)自由度均能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手輪，即能改變模擬載體、地磁傳感器的姿態(tài)角；滑動(dòng)放置模擬載體的模擬載體夾緊臺(tái)，可以改變模擬載體與地磁傳感器的相對(duì)位置；各個(gè)調(diào)節(jié)部分均設(shè)計(jì)有自鎖裝置，確保裝置安全可靠。本發(fā)明選用無(wú)磁材料制作而成，不會(huì)在地磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，不會(huì)引起地磁測(cè)量干擾。該發(fā)明能夠通過(guò)檢測(cè)不同地磁傳感器姿態(tài)角、模擬載體與地磁傳感器不同相對(duì)位置下的地磁場(chǎng)總強(qiáng)度，通過(guò)計(jì)算補(bǔ)償模擬載體感應(yīng)磁場(chǎng)，得到精確的大地磁場(chǎng)強(qiáng)度。

本發(fā)明裝置具體操作過(guò)程如下：

測(cè)試前操作：將轉(zhuǎn)臺(tái)放置在水平地面上，通過(guò)觀察工作臺(tái)面的兩只調(diào)平水泡，旋轉(zhuǎn)調(diào)平手輪6對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行調(diào)平。當(dāng)調(diào)平水泡居中后，將轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，，，依次記錄轉(zhuǎn)臺(tái)在四個(gè)角度時(shí)調(diào)平水泡的位置。和方向上，將轉(zhuǎn)臺(tái)調(diào)整至兩位置的中間值。比如：假如位置時(shí)的水泡為+3格，位置時(shí)的水泡位置為-1格，通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)平手輪6，調(diào)整調(diào)平地腳，使水泡為+2格，即兩位置的中間值。和按照同樣的方式進(jìn)行調(diào)整，直至轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，，，四個(gè)位置，水泡變動(dòng)不超過(guò)3格，認(rèn)為此時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)達(dá)到水平，即調(diào)平完畢。此時(shí)的四個(gè)位置水平度不大于。當(dāng)調(diào)整結(jié)束后，將地腳圓形螺帽2和螺母5分別鎖緊，避免臺(tái)體輕微晃動(dòng)。

測(cè)試操作：為調(diào)整方便，轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)為六自由度手動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，分為轉(zhuǎn)動(dòng)部分和平動(dòng)部分。轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括俯仰角、傾斜角和航向角（方位角）的調(diào)整。與工作臺(tái)相連的轉(zhuǎn)動(dòng)部分為俯仰軸37。俯仰軸37正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（操作者面對(duì)刻度盤(pán)i19，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)檎垂ぷ髋_(tái)向左傾斜，應(yīng)把左端傾斜軸蝸桿端部的調(diào)節(jié)手輪卸下，避免影響轉(zhuǎn)臺(tái)正常工作。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)兩側(cè)的位于俯仰軸蝸桿41上的調(diào)節(jié)手輪，俯仰軸37便可以帶動(dòng)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的度數(shù)由刻度盤(pán)i19與游標(biāo)i18配合讀出，其讀數(shù)方法與游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法相同（最小刻度為）。俯仰軸的運(yùn)動(dòng)范圍為，當(dāng)超過(guò)運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手輪，避免損壞機(jī)件。傾斜軸與俯仰軸的使用方法相同，其運(yùn)動(dòng)范圍為。方位軸的使用方法類似，通過(guò)旋轉(zhuǎn)位于方位軸48上的調(diào)節(jié)手輪，可以使轉(zhuǎn)臺(tái)水平轉(zhuǎn)動(dòng)，借助刻度盤(pán)ii13和游標(biāo)ii45配合讀出當(dāng)前的方位角。從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)俯仰角、傾斜角以及方位角的調(diào)節(jié)。

平動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作：在進(jìn)行平動(dòng)機(jī)構(gòu)操作前首先要確保工作臺(tái)面的調(diào)平氣泡處于零位。當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)水平后，可以通過(guò)輕輕握住立柱滑塊26，使其在立柱導(dǎo)軌20上平穩(wěn)滑動(dòng)，當(dāng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到合適位置時(shí)，先旋緊一側(cè)的螺釘，使立柱鎖緊塊25鎖緊。然后觀察模擬載體夾緊臺(tái)32上的調(diào)平水泡，調(diào)整未鎖緊的立柱滑塊，使調(diào)平水泡處于零位，并鎖緊立柱滑塊，再次確認(rèn)工作臺(tái)上調(diào)平水泡處于零位。從而實(shí)現(xiàn)平動(dòng)機(jī)構(gòu)的豎直運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)進(jìn)行平動(dòng)機(jī)構(gòu)的水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先檢查立柱滑塊26是否處于鎖緊狀態(tài)，若未鎖緊，按照上述豎直運(yùn)動(dòng)的操作進(jìn)行處理。在做前后水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，要雙手握住水平y(tǒng)柱鎖緊滑塊側(cè)面的水平框架，輕輕用力，使y柱鎖緊滑塊平穩(wěn)滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到合適位置后旋轉(zhuǎn)y柱鎖緊螺桿上端的鎖緊手輪30，將y柱鎖緊滑塊28鎖緊。此時(shí)觀察工作臺(tái)面的調(diào)平水泡，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)蝸桿的調(diào)節(jié)手輪，使其處于零位。

進(jìn)行平動(dòng)機(jī)構(gòu)的左右運(yùn)動(dòng)前，先檢查立柱滑塊26與水平滑塊是否處于鎖緊狀態(tài)，若未鎖緊，按照相應(yīng)的操作步驟進(jìn)行鎖緊操作。在進(jìn)行左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，雙手握住模擬載體夾緊臺(tái)32，輕輕用力，使x柱滑塊33在x柱導(dǎo)軌35上平穩(wěn)滑動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到合適位置時(shí)，旋緊x柱鎖緊滑塊34，確保模擬載體夾緊臺(tái)32穩(wěn)固。

模擬載體及地磁傳感器的固定：將地磁傳感器安裝于傳感器夾緊臺(tái)23上，旋緊頂緊螺絲24，使地磁傳感器穩(wěn)固在傳感器夾緊臺(tái)上。之后將模擬載體放置于模擬載體夾緊臺(tái)32上，通過(guò)模擬載體夾緊臺(tái)上的頂緊螺釘使載體穩(wěn)固。傳感器夾緊臺(tái)23相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)面在三軸方向的誤差不大于，并且傳感器夾緊臺(tái)與模擬載體夾緊臺(tái)保持同向，其相對(duì)位置誤差不大于。

本發(fā)明裝置應(yīng)用于地磁測(cè)量誤差補(bǔ)償算法驗(yàn)證時(shí)的試驗(yàn)步驟：

（1）按照以上測(cè)試前操作進(jìn)行裝置的調(diào)平處理。直到使轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，，，四個(gè)位置，水泡變動(dòng)不超過(guò)3格，認(rèn)為此時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)達(dá)到水平；

（2）將地磁測(cè)量傳感器固定在傳感器夾緊臺(tái)23上，輕輕旋轉(zhuǎn)方位軸手輪、俯仰軸手輪、傾斜軸手輪，使傳感器姿態(tài)角在方位角360度，傾斜角、俯仰角正負(fù)40度范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并測(cè)量不同姿態(tài)時(shí)的地磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)信號(hào)采集裝置獲取多組不同姿態(tài)位置下的地磁場(chǎng)測(cè)量值，并記錄對(duì)應(yīng)的姿態(tài)角；

（3）將步驟（2）獲取的磁場(chǎng)強(qiáng)度及其對(duì)應(yīng)的姿態(tài)角輸入到計(jì)算機(jī)處理軟件中，通過(guò)設(shè)置的補(bǔ)償算法進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，得到?jīng)]有載體干擾時(shí)的大地磁場(chǎng)強(qiáng)度；

（4）將預(yù)先準(zhǔn)備好的模擬載體安裝在模擬載體夾緊臺(tái)32上，雙手握住立柱滑塊26，緩慢推動(dòng)，使其在立柱導(dǎo)軌20上平穩(wěn)滑動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到合適的豎直位置時(shí)，固定一端的立柱鎖緊塊25，觀察載體夾緊臺(tái)32上的調(diào)平水泡49，調(diào)節(jié)另一端的立柱滑塊26，直至調(diào)平水泡49處于零位，鎖緊立柱鎖緊塊25；之后，雙手握住水平滑塊側(cè)面的連桿，輕輕用力，使y柱鎖緊滑塊28在y柱支架27上進(jìn)行平穩(wěn)滑動(dòng)，當(dāng)連桿運(yùn)動(dòng)到合適的前后位置時(shí)，旋緊鎖緊手輪30，使連桿穩(wěn)固；之后，雙手握住x柱滑塊33，輕輕用力，使其在x柱導(dǎo)軌上平穩(wěn)滑動(dòng)，當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到合適的左右位置時(shí)，通過(guò)x柱鎖緊滑塊34將其固定在x柱導(dǎo)軌35上。從而，通過(guò)平動(dòng)機(jī)構(gòu)完成模擬載體與地磁測(cè)量傳感器相對(duì)位置的改變。之后，調(diào)節(jié)三軸手輪，使裝置重復(fù)步驟（2）中的各組姿態(tài)位置角，用地磁測(cè)量傳感器測(cè)量對(duì)應(yīng)步驟（2）中各組姿態(tài)位置下的大地磁場(chǎng)總強(qiáng)度，通過(guò)信號(hào)采集裝置獲取多組不同姿態(tài)位置下的地磁總場(chǎng)測(cè)量值，并記錄對(duì)應(yīng)的姿態(tài)角；

（5）將步驟（4）獲取的磁場(chǎng)總強(qiáng)度及其對(duì)應(yīng)的姿態(tài)角輸入到計(jì)算機(jī)處理軟件中，通過(guò)設(shè)置的補(bǔ)償算法進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，得到存在載體干擾時(shí)的大地磁場(chǎng)強(qiáng)度以及載體產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度；

（6）在相同的測(cè)試位置點(diǎn)，選取不同于步驟（2）、步驟（4）的姿態(tài)位置角，重復(fù)步驟（4）的操作，得到多組不同姿態(tài)位置下的大地磁場(chǎng)總強(qiáng)度，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)軟件中進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，驗(yàn)證設(shè)計(jì)算法的補(bǔ)償精度。

在上面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受上面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。