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《解放军信息工程大学》 2009年
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地磁匹配导航算法及其相关技术研究

王向磊  
【摘要】:地磁匹配导航(Geomagnetic Matching Navigation)是利用地磁场的特征进行导航的新方法,具有隐蔽性好、实用范围广、简单可靠和完全自主的特点,能够满足特殊航行体对导航的要求。地磁匹配导航算法作为地磁匹配导航系统的重要组成部分,是影响系统导航精度的一个重要因素。本文主要研究地磁匹配导航算法。 首先,研究了地磁场的一些基本理论。通过研究国际参考地磁场模型(IGRF)分析了地磁场的分布规律:高阶的地磁场模型有较高的精度,地磁场强度随纬度变化比较明显,随经度变化则不明显,地磁场强度随高度的增加而递减。在研究全球地磁场模型的基础上研究了区域地磁场模型,并用三次多项式法构建了区域地磁场模型。 然后,研究了地磁匹配导航系统,研究了地磁匹配导航的实现过程及其关键因素。深入研究了地磁图重构技术和地磁适配区的选择问题。将克吕格法应用到地磁图的重构中,仿真结果看出克吕格法可以提高地磁图的分辨率,有利于实际中地磁匹配导航的实现;把统计特征选择法和熵选择法应用到地磁适配区的选择问题中,仿真结果表明熵选择法具有更好的综合效果,更有利于在地磁匹配导航中运用。 其次,研究了地磁匹配参数的选择,比较了不同地磁参数组合的匹配结果,得出了磁倾角(I)和磁偏角(D)组合的匹配效果最好的结论。研究了基于点的地磁匹配导航算法,这种算法一次定位时间太长,不能满足导航系统对实时性的要求。 最后,针对基于点的地磁匹配导航算法的缺点提出了基于向量的地磁匹配导航算法,这种算法满足了导航系统对实时性的要求。基于点的地磁匹配导航算法和基于向量的地磁匹配导航算法都是基于单点的匹配算法,这决定了它们有共同的缺陷:匹配结果的不唯一。针对这一点提出了基于Monte Carlo的地磁匹配导航算法,这种匹配算法是一种基于线的匹配算法,通过各个点之间的约束可以克服前面两种算法匹配结果不唯一的缺陷。
【学位授予单位】:解放军信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P318

【参考文献】
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