水下地磁輔助導航研究.pdf

1、水下航行器的導航系統(tǒng)是水下航行器的主要技術(shù)問題,導航系統(tǒng)的精度及其實時性、連續(xù)性是影響水下航行器能否較好完成指定任務的關(guān)鍵因素。慣性導航系統(tǒng)是主要的水下自主導航方式,但是其價格、精度都成為制約因素,利用地球物理信息如地形、重力場、地磁場等輔助慣性導航是實現(xiàn)高精度、全天候?qū)Ш降睦硐胪緩健Ｋ碌卮艑Ш骄哂袩o源性、精度高、不受時間限制、無需升出水面、隱蔽性強、完全自主等優(yōu)點,是水下航行器較理想的輔助導航手段。
　　 本論文首先對水下導

2、航方式進行簡單的介紹,闡述了慣性導航、聲學導航、地球物理導航和組合導航的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問題,在此基礎(chǔ)上將水下地磁信息輔助慣性導航作為主要研究方向,分析了地磁輔助導航的關(guān)鍵技術(shù):地磁場模型的建立、匹配地磁圖的生成和匹配算法。
　　 然后對水下局部區(qū)域地磁場建立了二維泰勒多項式模型,對泰勒多項式的建模原理和步驟進行全面的論述,并將位場延拓技術(shù)應用于水下地磁場的建模,完成了水下地磁場三維模型的建立;針對水下地磁匹配的高精度要求,采

3、用多項式插值、距離冪次反比法和克立格法分別對地磁圖進行優(yōu)化,比較其優(yōu)化結(jié)果并對上述方法提出改進措施。
　　 最后對水下地磁輔助導航的圖形匹配算法進行了深入的研究,介紹了其基本原理和流程,把等值線提取、等值線上最近點的尋找和剛性變換作為該方法的關(guān)鍵技術(shù)進行全面的分析,并對該方法的防誤迭代提出了解決措施,通過仿真程序的設(shè)計及仿真結(jié)果的實現(xiàn),驗證了水下地磁輔助導航相對于參考導航系統(tǒng)的優(yōu)越性,對地磁匹配所能提高的導航精度進行了定量分析。