指南针校准如何工作？

我想知道指南针校准的工作原理/为什么例如画一个8或将手机旋转到所有3个轴都能工作（或者至少应该能工作）-我的意思是，如果应用程序会说我，我会理解校准过程：指向北方，然后按一下该按钮，但只要旋转手机，您就可以从零开始了解该应用程序！怎么做？另外，我是否需要进入特殊的校准模式，还是可以直接在Google地图中绘制这些图形（如8）？Google Maps如何知道我不仅在移动手机，还想校准指南针？感谢您的提示！

指南针校准通过检测地球的磁场强度来进行。但是有时由于其他电子设备（如变压器）的强烈干扰，指南针传感器可能对地球的磁极有误解，并且可能指向错误的方向。

因此，为确保这一点，它要求用户通过沿图8方向旋转来重新校准指南针，以便可以判断各个方向的磁强度。根据这些数据，可以得出实际的地球两极。

校准的目的是弄清楚如何补偿电话中的组件（螺钉，扬声器磁铁等）如何干扰测量的磁场。

校准过程基于以下事实：您可以通过查看手机旋转时磁场的变化情况来区分磁场的内部和外部影响。例如，在一个方向上，来自扬声器中磁铁的磁场将加到地球磁场上；而在另一个方向上，磁场将加到地球磁场上。但是当手机的方向相反时，这两个区域会部分抵消。

当您在四处晃动电话时，磁力计会记录被测磁场的大小如何变化，并以此来校准x，y和z磁场传感器。有关此过程的更多详细信息，请参见geometrikal对类似问题的回答。请注意，此校准不能让您补偿其他外部物体（例如，冰箱）对磁场的影响。

关于Google Maps中的实施：我相信Google Maps无法控制指南针校准，因为Android API中没有此类功能。磁力计可能会不断进行自我校准，而Google Maps只是要求您旋转手机，以便磁力计可以收集获得准确校准所需的数据。

换句话说，只要挥动手机，就可以在使用磁场传感器的任何时间校准指南针–没有“校准模式”。

在空间的任何一点，磁场强度和方向都是影响该点的所有磁场源的净效应。地磁场就是其中之一。磁化的螺丝起子，汽车，冰箱磁铁等都产生磁场。流过电线的电流也会产生磁场。这就像从多个来源将水倒入玻璃杯中一样。一旦放入玻璃杯，您就无法分辨它的来源。

没有仪器可以通过测量某一点的磁场来确定地球的“实际磁极”。但是，电话可以执行的操作是感测电话轴与N / S磁力线平行的点，并确定电话的哪一端朝北。如果您的舞步远离可能被磁化的物体（例如汽车和钢制围栏），则电话正在测量的场可能主要是地球场，因此将正确校准电话指南针。但是，如果您将手机放进磁化的汽车中，它将向北指向错误的方向。每辆车中的钢都被磁化到一个或另一个角度。

高精度罗盘通常用于飞机和严重的海上船只，实际上带有微小的校正磁铁，可通过螺丝调节N / S和E / W误差。在安装后，通过将车辆转向已知的方向（例如，由勘测员在远离金属建筑物的滑行道上绘制的罗盘玫瑰）进行校准，然后对磁体进行大惊小怪，直到将罗盘误差降至最低。然后，将剩余的误差记录在“罗盘校正卡”上，以用于校正指示的读数。搜索“罗盘校正卡”以查看图像。

从理论上讲，由于瞬时GPS轨迹是准确的，因此GPS可以在步行或驾车时用于校准指南针。尽管这很常见，但我还没有听说过这样做。它甚至可以在磁化的汽车中工作。但是，在飞机或轮船上，这是行不通的，因为车辆的航向通常会稍微偏向风，而GPS对此一无所知。

我测试了Android手机提供的指南针场测量结果，发现如果将手机旋转180度，则视场不会改变为完全相反，如果传感器正确，则必须如此。这可能是由于电话详细信息的内部磁性或传感器读数不准确所致。

如果您对此不做任何补偿，而只是按原样使用读数并尝试计算北向，则会发现它们是不正确的：将手机绕垂直轴旋转90度不会导致所测磁场旋转相同的角度（对于任何角度都是如此，以90度进行检查更容易）。

因此，校准的目的是开发一种补偿公式，该公式将磁传感器的错误读数转换为更实际的值，从而可以计算出正确的方位角。我的猜测是，它正在寻找每个轴的最佳零位移，这将使结果磁矢量长度与电话方向无关（理想情况下一定是这种情况，但零轴在任何方向上都不是这种情况） ）。