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一种基于地轴投影的二维重力匹配方法

中国惯性技术学报 2022年第6期30卷 783-790页

作者：毛宁李安许江宁覃方君李京书海军工程大学电气工程学院武汉430033 海军工程大学作战运筹与规划系武汉430033

惯性/重力匹配组合导航是实现水下航行器长航时、高精度、高隐蔽性航行的有效途径。为了提高初始定位误差较大情况下匹配算法的有效匹配率,通过分析目前重力矢量测量的难点,提出了一种基于地轴投影的二维重力匹配导航方法。并建立二维... 详细信息

惯性/重力匹配组合导航是实现水下航行器长航时、高精度、高隐蔽性航行的有效途径。为了提高初始定位误差较大情况下匹配算法的有效匹配率,通过分析目前重力矢量测量的难点,提出了一种基于地轴投影的二维重力匹配导航方法。并建立二维重力异常数据库,利用惯导提供的纬度信息将重力仪测得的重力异常进行分解,设计了二维重力匹配的V-ICCP算法。3条初始水平定位误差为6海里的仿真航迹试验结果表明,所提方法适用于初始定位误差较大情况下的匹配定位,V-ICCP算法的有效匹配率较ICCP平均提高了10%以上,为重力匹配问题的解决提供了一种新的思路。

关键词：重力匹配重力分解 ICCP算法 TERCOM算法

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航行过程中实时校正的重力匹配算法

中国惯性技术学报 2023年第4期31卷 352-358页

作者：李晓平陈仕奇周贤高宫京王建响天津航海仪器研究所天津300131 中国船舶集团公司航海保障技术实验室天津300131 92730部队三亚572011

由于传统重力匹配定位通常受限于特定区域,无法对惯性导航系统(INS)实现连续校正,在应用重力匹配进行辅助导航时需要周期性前往重力特征适配区进行匹配校正。针对非适配区域内匹配精度无法判定的缺陷,提出一种航行过程中实时校正的重力... 详细信息

由于传统重力匹配定位通常受限于特定区域,无法对惯性导航系统(INS)实现连续校正,在应用重力匹配进行辅助导航时需要周期性前往重力特征适配区进行匹配校正。针对非适配区域内匹配精度无法判定的缺陷,提出一种航行过程中实时校正的重力匹配算法。计算载体实测重力序列与匹配输出位置在相对重力图上映射序列的差,取重力差序列的方差判断匹配输出的权重值,从而有效利用全航域的适配航段。根据重力差序列的方差与匹配精度的关系建立回归模型,将可信的重力匹配输出引入INS进行误差校正。利用实船数据进行了仿真验证,仿真结果表明所提算法在400 h的连续航行期间对INS位置误差的抑制达到30%以上,位置误差在全过程没有明显发散趋势,具有更好的适用性。

关键词：重力匹配误差校正重力异常精度评估回归模型

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一种动态序列重力匹配算法

压电与声光 2023年第2期45卷 209-212页

作者：徐孝萍蔡体菁倪江生东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096

由于重力异常具有随机性,导致序列重力匹配算法精度受到匹配轨迹起始点位置的影响,因此,该文提出了一种动态序列重力匹配算法。该算法通过对构建多起点匹配轨迹序列,动态选择起始点,构建匹配轨迹序列,通过相关极值法提高重力匹配精度。... 详细信息

由于重力异常具有随机性,导致序列重力匹配算法精度受到匹配轨迹起始点位置的影响,因此,该文提出了一种动态序列重力匹配算法。该算法通过对构建多起点匹配轨迹序列,动态选择起始点,构建匹配轨迹序列,通过相关极值法提高重力匹配精度。结果表明,动态序列重力匹配算法重力匹配精度高,实时性好,能为水下载体长时间航行提供导航信息。

关键词：重力匹配相关极值水下导航

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蚁群算法在辅助导航重力匹配中的应用

空军工程大学学报 2022年第6期23卷 79-83页

作者：陈小炜姜广胜陈静陆军步兵学院石家庄校区军政训练系石家庄050083

重力匹配算法是实现重力辅助惯性导航系统的关键技术之一。针对传统重力匹配方法由于复杂度高、应用范围小等缺陷而导致很难实现精确、快速匹配的问题,将改进的蚁群优化算法应用于重力匹配的搜索过程,并将多普勒测速仪提供的速度信息作... 详细信息

重力匹配算法是实现重力辅助惯性导航系统的关键技术之一。针对传统重力匹配方法由于复杂度高、应用范围小等缺陷而导致很难实现精确、快速匹配的问题,将改进的蚁群优化算法应用于重力匹配的搜索过程,并将多普勒测速仪提供的速度信息作为限制条件对蚁群搜索过程进行约束,异常精度一定的条件下,可降低误配率。仿真结果表明,该匹配算法在重力特征显著的区域具有较高的匹配率,收敛性更好,可以达到更加精确的匹配定位,从而实现重力辅助导航。

关键词：重力辅助导航重力匹配蚁群算法组合导航

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重力匹配导航要素影响机理建模与试验验证

中国惯性技术学报 2021年第6期29卷 777-781,787页

作者：李晓平周贤高宫京中船集团有限公司航海保障技术实验室天津300131 天津航海仪器研究所天津300131

从重力匹配导航应用要求出发,研究了重力信息误差组成、特性与重力场分布特点,提出了匹配影响要素平衡关系以及匹配定位误差数学模型。选取典型重力特征区域,仿真验证了匹配要素对定位误差的影响关系模型。实船匹配导航试验数据和单项... 详细信息

从重力匹配导航应用要求出发,研究了重力信息误差组成、特性与重力场分布特点,提出了匹配影响要素平衡关系以及匹配定位误差数学模型。选取典型重力特征区域,仿真验证了匹配要素对定位误差的影响关系模型。实船匹配导航试验数据和单项要素误差影响仿真表明,15条航迹船载重力匹配定位精度与模型预测结果符合,重力仪和惯导误差单一要素对匹配误差的贡献度基本相当,验证了重力匹配导航系统配置的合理性以及重力匹配误差模型的有效性。为重力匹配导航的应用奠定了理论和试验基础。

关键词：重力测量重力匹配重力场特征

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水下重力匹配辅助惯性导航算法研究

水下重力匹配辅助惯性导航算法研究

作者：徐孝萍东南大学

学位级别：硕士

重力匹配辅助惯性导航是目前水下自主导航技术的一个重要研究方向,进行重力匹配算法研究对于我国军事和民用领域都有重大意义。本文针对重力场适配区选择,重力匹配导航算法两个方面开展研究,主要研究内容和成果如下:对重力场适配性进行... 详细信息

重力匹配辅助惯性导航是目前水下自主导航技术的一个重要研究方向,进行重力匹配算法研究对于我国军事和民用领域都有重大意义。本文针对重力场适配区选择,重力匹配导航算法两个方面开展研究,主要研究内容和成果如下:对重力场适配性进行研究,提出了一种基于网络分析法(Analysis Network Process Method,ANP)的适配区选择方法。该方法综合考虑了各种重力特征参数的相互影响,对特征参数进行归一化处理后,经过网络分析法运用超矩阵对权重系数进行计算。根据计算结果是否满足标准,判断局部重力场区域是否适配,并通过实验,验证了该方法有效。对重力匹配算法进行了研究,提出了两点改进方法。一是对传统的相关极值算法进行改进,利用了最大堆的思想,将均方差算法(mean square difference,MSD)的差分方法与MSD方法相结合,提高了匹配精度。二是提出了一种新的序列匹配轨迹构建方法。在传统序列匹配算法研究过程中,发现了同一块区域,由于序列轨迹构造导致匹配结果具有差异的问题,并在此基础上设计了一种动态序列匹配算法,包括刚性变换构建待匹配轨迹,根据轨迹长度和惯导位置以及底图分辨率设置搜索区域范围等。通过实验,验证了该序列轨迹匹配方法能够有效减少因为序列构造点选取偶然性造成的误差,提高了匹配结果的精度和匹配算法的稳定性。设计了重力匹配导航的数据处理与分析软件,包括对软件系统的框架,重力基准图插值模块,适配性分析模块,重力匹配模块,以及图像显示和数据处理与分析的设计。软件界面设计简洁,对软件系统性能测试表明各模块能相互连接,数据处理正确,使用方便,容易操作。

关键词：重力匹配惯性导航适配性分析相关极值序列匹配

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一种基于约束条件的重力匹配导航算法

武汉大学学报（信息科学版） 2020年第10期45卷 1570-1577,1632页

作者：邹嘉盛肖云孟宁韦建成孙爱斌艾尚校地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 西安测绘研究所陕西西安710054 中国电子科技集团公司第二十研究所陕西西安710068

重力匹配导航算法对于提高匹配效率和精度具有重要的意义,是匹配导航技术中的热点问题。在已有的重力辅助惯性匹配导航算法研究的基础上提出了一种新的基于相关约束条件的重力匹配导航算法。该算法增加基于惯导系统提供的轨迹方位与航... 详细信息

重力匹配导航算法对于提高匹配效率和精度具有重要的意义,是匹配导航技术中的热点问题。在已有的重力辅助惯性匹配导航算法研究的基础上提出了一种新的基于相关约束条件的重力匹配导航算法。该算法增加基于惯导系统提供的轨迹方位与航距信息,有效排除大量待匹配干扰轨迹,提高匹配效率和匹配精度。仿真结果表明:该方法精度较概率神经网络方法匹配结果有显著提升,精度由千米级提高到百米级,并将概率神经网络匹配时长缩短近50%,大大提高了重力匹配的效率,更好满足水下导航的需求。

关键词：重力匹配惯性导航约束条件轨迹方向航距

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相关极值的重力匹配辅助导航

光学精密工程 2009年第4期17卷 832-838页

作者：夏冰王浩东南大学江苏南京210096 空军航空大学吉林长春130033

对惯性、重力匹配组合导航算法进行了描述和分析，提出了一种新的基于相关极值的重力匹配辅助导航算法。该算法对数字重力图进行细化，运用约束条件在重力图寻值过程中有效地剔除了大量的干扰数据，改进并优化了基于相关极值的传统重力... 详细信息

对惯性、重力匹配组合导航算法进行了描述和分析，提出了一种新的基于相关极值的重力匹配辅助导航算法。该算法对数字重力图进行细化，运用约束条件在重力图寻值过程中有效地剔除了大量的干扰数据，改进并优化了基于相关极值的传统重力匹配算法。仿真结果表明，该算法将惯导数据误差由10^-2减小了1～3个数量级，较好地抑制了重力数据误差的影响并提高了匹配精度；将高达10^15的计算量减少到了10^7，大大提高了重力匹配的速度，达到了实时导航的目的；同时也有效地消除了厄缶（Eotvos）效应对重力匹配的影响，更适合于水下导航的实际需要。

关键词：组合导航重力匹配相关极值法厄缶效应

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基于卫星测高数据的重力匹配导航仿真

武汉大学学报（信息科学版） 2008年第2期33卷 203-207页

作者：戴全发许厚泽许大欣王勇中国科学院测量与地球物理研究所武汉市430077 中国科学院研究生院北京市100049 长沙理工大学公路工程学院长沙市410076

介绍了重力匹配导航的研究背景和工作流程,设计了基于中国沿海实际重力异常数据的仿真试验模型。采用多模型自适应卡尔曼滤波与绝对平方差两种不同的算法,在两条具有不同重力异常变化的航行线路上进行了仿真试验,验证了重力异常匹配的... 详细信息

介绍了重力匹配导航的研究背景和工作流程,设计了基于中国沿海实际重力异常数据的仿真试验模型。采用多模型自适应卡尔曼滤波与绝对平方差两种不同的算法,在两条具有不同重力异常变化的航行线路上进行了仿真试验,验证了重力异常匹配的技术可行性。

关键词：水下导航重力匹配仿真试验