地磁導航算法研究.pdf

1、地磁導航具有自主性強,隱蔽性好,不被地形、氣候和位置等條件束縛,可進行全地域以及全天候導航的特點,在軍事上具有重要的應用前景。本文針對地磁導航中的地磁場模型建立、地磁測量傳感器標定、地磁場匹配算法以及組合導航系統(tǒng)濾波等問題進行了研究,所做的主要工作包括:
　　1.對地磁場的模型進行分析,介紹了地磁場場源及其要素,以此為基礎,為后文提出系統(tǒng)觀測模型打下了基礎。為解決地磁場傳感器的三軸不完全正交、電氣特性不完全對稱的問題,文章給出了對

2、其進行標定的算法和相關的實驗方案。
　　2.分析了兩種常規(guī)的地磁匹配算法——ICCP和MAGCOM算法的特點,并進行了仿真。通過仿真得出,雖然MAGCOM算法計算簡單,運算速度高,但其精度較差,無法對航向誤差進行修正;而ICCP算法具有更好的精度,能夠對航向誤差進行校正處理,但其使用條件苛刻,要求初始誤差不能夠太大,否則會引起匹配失效,且可能陷入局部最優(yōu)。上述兩種方法均存在航跡誤差累積的情況,而且會導致時間上的遲后,為此,本文又提

3、出了一種以等高線相交為條件的重力和地磁場相組合的定位方法,通過仿真,表明該方法能夠很好的克服傳統(tǒng)算法的不足,具有良好的定位效果。
　　3.討論了組合導航的濾波算法設計問題。首先研究了捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的力學編排和位置誤差模型、地磁場強度矢量誤差模型的建立問題,結合慣導系統(tǒng)的狀態(tài)方程,推導出系統(tǒng)的位置觀測方程,最終得出組合導航的狀態(tài)空間模型。其次,給出了基于擴展卡爾曼濾波和無跡粒子濾波的兩種組合導航濾波方法,并對其進行了仿真和對比,得出擴