Magnetômetro
Um magnetômetro é um sensor de três eixos que mede a direção e a magnitude do campo magnético circundante. Na navegação inercial, ele detecta principalmente o campo magnético da Terra para estimar o rumo em relação ao norte magnético. Ele fornece uma referência de orientação absoluta que limita o desvio de rumo a longo prazo durante a fusão de sensores.
A maioria dos sistemas inerciais modernos integra magnetômetros MEMS baseados em tecnologias como a magnetorresistência anisotrópica (AMR), o efeito Hall ou a detecção por fluxgate. Os sensores AMR oferecem alta sensibilidade, excelente estabilidade de polarização, baixo consumo de energia e dimensões compactas para aplicações de navegação. Eles medem o campo magnético ao longo de três eixos ortogonais para produzir um vetor magnético tridimensional. Embora a intensidade do campo magnético seja comumente expressa em microteslas (µT), miligauss (mG) ou nanoteslas (nT), os algoritmos de navegação dependem principalmente da direção do vetor, e não de sua magnitude absoluta.
O campo magnético da Terra é relativamente fraco, variando normalmente entre aproximadamente 250 e 650 mGauss, dependendo da localização geográfica. Fontes magnéticas próximas podem facilmente distorcer esse campo. Ímãs permanentes e condutores por onde passa corrente geram perturbações do tipo “ferro duro” que deslocam o vetor magnético medido, enquanto estruturas ferromagnéticas criam distorções do tipo “ferro macio” que deformam sua forma. Esses efeitos podem exceder o campo magnético da Terra em várias ordens de magnitude e prejudicar significativamente a precisão do rumo. Consequentemente, uma calibração magnética precisa é essencial para identificar e compensar as perturbações locais antes que seja possível obter uma estimativa confiável do rumo.
INS modernos AHRS INS não conseguem determinar a orientação completa usando apenas um magnetômetro. Eles combinam medições do magnetômetro, do giroscópio (movimento angular de curto prazo com alta precisão) e do acelerômetro (vetor de gravidade para calcular o rolamento e a inclinação) por meio de um EKF. Os magnetômetros fornecem uma referência absoluta de rumo em relação ao norte magnético. Essa fusão de sensores minimiza o desvio do giroscópio e melhora a precisão do rumo a longo prazo. Essa abordagem é utilizada em sistemas geoespaciais (topografia), marítimos, industriais e em veículos autônomos.
