先定义坡道右手坐标系
在坡道局部坐标系中,可约定 X 轴沿坡面车辆行进方向指向出口,Y 轴沿坡面朝车辆左侧,Z 轴取坡面外法线;三轴构成右手正交系。
另存坡角与地理方位,才能转换到水平和重力竖直方向。这是研究记录方法,不代表 V3 合成 CSV 已经完成硬件姿态标定。
不同安装方向为何不能混用
如果一张图把 Bx 画成“向坡顶”,另一张图把 Bx 画成“沿探头长边”,同一个正峰可能代表不同方向,数据看起来可拼接,含义却已经变化。
入口和出口的车辆行驶方向相反,同一安装架翻转后坐标轴符号也会改变。缺少约定时,团队最容易误把安装姿态差异当成某种车型磁特征。
传感器轴与车道轴的转换
首先固定一个参考系,再记录每只传感器自身的轴标签、接线朝向和安装倾角。传感器原生坐标系与车道坐标系不必一致;若设备旋转,需用记录好的旋转矩阵把原生三轴转换到公共坐标。只交换通道名称不能替代旋转变换,因为一般倾斜会混合多个轴的分量,而不是简单改正负号。
上坡场景还必须区分“沿坡面前进方向”和“水平投影方向”。本文的 X 是车辆实际运动方向,因而在坡上可能具有向上的分量;Y 为车道左侧的横向方向,Z 若同时规定为重力竖直,则三个方向不再严格互相正交。工程记录应选择:要么采用水平 X、Y、竖直 Z 的全局右手系,要么采用沿坡切向 X、横向 Y、坡面法向 Z 的局部正交系,不能混搭。本篇最终建议统一用局部坡面正交系,并另记录坡角与地理方位,以免数学不一致。
建议记录的坐标与姿态字段
为避免两套定义并存,后续表格只采用局部系:X 沿坡面车辆前进,Y 沿坡面向左,Z 为坡面外法线;通过坡度和方位再转换到地理坐标。每条记录需包括安装位置、设备标识、安装照片、轴向箭头、旋转参数及校准版本。坡度未知时不能把 Bz 叫作“竖直磁场”,而应保留“局部法向分量”的名称。
V3 实际合成文件的字段为 bx_au、by_au、bz_au 和 reference_au,后面跟各自质量状态;单位 a.u.,并无真实安装坐标、罗盘方位、传感器轴标定等字段。不能因字段带 x、y、z 就宣称现实三轴矢量信号已经采集。旧 V2.1 的 nT 资料也不可与此版本直接合并画在同一物理坐标轴上。
| 坐标 | 本文正方向 | 必须补充的元数据 |
|---|---|---|
| X | 沿坡面朝车辆出口 | 车道行驶方向 |
| Y | 沿坡面朝行进方向左侧 | 横向安装姿态 |
| Z | 坡面外法线 | 坡角与地理方位 |
本文工程记录约定;真实设备必须有独立标定。
局部坐标和读数关系示意
坐标示意并列坡面切线、车辆左向、坡面法线与有夹角的设备原生轴,说明为什么需要旋转变换而不是简单重命名通道。环境场源和原子测磁原理两类示意提供背景说明,这些图不构成已完成的现场安装测绘。
矢量磁测与合成通道的界限
SCI-001 说明零场矢量与总场标量测量结果不同,SCI-003 说明适用场景可能涉及不同 OPM 架构;SCI-006 对总场仪器的直接读数量作补充。标量总场并不能通过重新命名得到三个方向分量,必须另有独立求解与校准链路。本文建议的局部坐标系属于工程写作约定,不是外部厂商的强制标准。
SIM-07 把坡道运动伪迹作为生成器假设写入数据,程序据此保守弃判;它不能说明实际传感器在坡道发生了哪一轴的旋转,也不能用来估计道路坡角。只有采集时元数据完整,跨传感器、跨场地比较才有明确意义。对缺少姿态记录的图,最多进行场景内部相对变化描述。
