水下地磁輔助導(dǎo)航研究.pdf

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

2、航方式進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹,闡述了慣性導(dǎo)航、聲學(xué)導(dǎo)航、地球物理導(dǎo)航和組合導(dǎo)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(dǎo)航作為主要研究方向,分析了地磁輔助導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù):地磁場(chǎng)模型的建立、匹配地磁圖的生成和匹配算法。
　　 然后對(duì)水下局部區(qū)域地磁場(chǎng)建立了二維泰勒多項(xiàng)式模型,對(duì)泰勒多項(xiàng)式的建模原理和步驟進(jìn)行全面的論述,并將位場(chǎng)延拓技術(shù)應(yīng)用于水下地磁場(chǎng)的建模,完成了水下地磁場(chǎng)三維模型的建立;針對(duì)水下地磁匹配的高精度要求,采

3、用多項(xiàng)式插值、距離冪次反比法和克立格法分別對(duì)地磁圖進(jìn)行優(yōu)化,比較其優(yōu)化結(jié)果并對(duì)上述方法提出改進(jìn)措施。
　　 最后對(duì)水下地磁輔助導(dǎo)航的圖形匹配算法進(jìn)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(diǎn)的尋找和剛性變換作為該方法的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行全面的分析,并對(duì)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(jì)及仿真結(jié)果的實(shí)現(xiàn),驗(yàn)證了水下地磁輔助導(dǎo)航相對(duì)于參考導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)越性,對(duì)地磁匹配所能提高的導(dǎo)航精度進(jìn)行了定量分析。