利用ICCP的水下地磁匹配导航算法

分析了传统水下导航定位方法的局限,研究了基于ICCP的水下地磁自主导航算法。首先,研究了局域地磁场建模方法,认为多面函数构建局域地磁场模型较优;然后,研究了ICCP地磁导航算法,并对其作了改进;最后,以所建立的局域地磁场模型为背景,进行了地磁匹配算法的仿真实验,给出了该算法的精度指标及影响因素。     

地磁导航关键技术研究进展综述

地磁导航是一种根据地磁场磁要素信息进行匹配制导的重要导航方式,由于地磁场信息丰富、敏感,利于匹配,且没有累积误差等优势,目前,地磁导航正受到越来越多的关注。本文简要介绍了地磁导航的基本原理,结合国内外导航研究现状,重点介绍了地磁导航的多项关键技术研究进展情况,最后对地磁导航在未来国防建设发展中的应用进行了展望。     

地磁匹配导航中匹配量的选择

地磁匹配量的选择是地磁匹配导航中的一个关键问题,采用不同地磁参数作为匹配量具有很大的差别,所以选择适当的地磁参数作为匹配量是地磁匹配导航中首先要解决的问题.文中给出不同地磁参数作为匹配量的匹配误差图,通过仿真结果可见地磁场倾角I和地磁偏角D组合作为匹配量的匹配误差最小,建议在地磁匹配导航中采用这种组合方式讲行匹配.     

基于遗传算法的地磁匹配导航应用

将遗传算法应用于地磁相关匹配导航算法中,分别对船舶低速直线航行和曲线航行进行了仿真实验与分析,结果显示,遗传算法应用在地磁匹配导航中是可行有效的,匹配算法的精度与仿真地磁场要素的变化剧烈程度有关,直线航线匹配最大误差1nm,曲线航线匹配误差在2nm以内。     

地磁匹配导航算法研究

文中首先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.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:匹配结果可能不...     

地磁匹配导航算法研究

针对基于点的地磁匹配导航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的缺点,提出基于向量的地磁匹配导航算法,满足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:匹配结果可能不唯一.针对这一点提出基于Monte Carlo的地磁匹配导航...     

区域地磁场的连续傅里叶分析建模方法

研究了利用快速傅里叶(FFT)拟合方法建立连续局部地磁场模型,给出了详细的计算方法.建立的局部地磁场表达式是连续的且形式十分简明,有利于地磁匹配辅助惯性导航的实现.最后,给出了某一地磁异常场的实例,用FFT拟合方法建立了局部地磁异常场模型并与传统的Taylor多项式建模方法进行了比较.仿真结果表明,FFT拟合建模方法精...     

不同地磁匹配导航算法比较研究

地磁匹配导航的关键技术之一是稳定高效的匹配算法。本文将ICCP算法与蚁群智能算法在地磁匹配导航中的应用效果进行了仿真实验。实验结果表明:ICCP算法具有较好的全局性,但算法复杂,导致实效性差;蚁群算法搜索效率高,实效性强,具有较强的适用性和鲁棒性。从这个角度来说,蚁群算法更加适合于地磁匹配导航。     

改进粒子群优化算法在地磁匹配中的应用

针对传统地磁匹配算法精度较低及无法修正载体航向误差等问题,该文提出一种基于改进粒子群优化的地磁匹配算法.该算法以平均Hausdorff距离作为适应度函数,采用改进粒子群优化算法在待匹配区内搜索最优解,从而完成地磁匹配.文中基于某区域地磁场数据插值处理后得到的地磁基准图进行仿真实验.结果表明:当载体的初始位置存在较大误差时,改进粒子群优化算法仍具有较高的匹配精度;当载体航向误差较大时,其定位精度较MAGCOM算法相比有大幅的提高.该算法较好地弥补了传统地磁匹配算法存在的缺陷,实现了对地磁匹配算法精度的提高和载体航向误差的修正.     

地磁匹配导航中几项关键技术研究

地磁匹配导航的实质是数字地图的匹配.地磁数据库的精度和地磁适配区的选择是地磁匹配导航中的2项关键技术.文中把克吕格插值算法引入到地磁图的重构中,仿真结果表明了其有效性;同时把熵选择法和统计特征法引入到地磁适配区的选择中,通过仿真结果对2种方法进行比较,结果表明,熵选择法综合效果更好,更适合于在实际中应用.     

基于多项式的海洋局域地磁场建模方法研究

在分析海洋地磁场建模意义的基础上,研究了基于泰勒多项式的地磁场建模方法,并对建模中模型中心的选择、模型截断阶数的确定、参与建模的数据的代表性和密度等关键问题对模型的阶数和精度的影响进行了深入研究,并给出了一些有益的结论和建议。将该方法应用于我国某海区的地磁场建模中,取得了理想的结果。     

磁扰日日变改正的最小二乘谐波建模实现方法

采用最小二乘法代替傅里叶系数计算公式来确定谐波系数,使用若干个磁静日的谐波系数均值作为磁扰日的谐波系数,再取一定截断阶数的傅里叶级数作为太阳静日变化模型。以此进行地磁观测数据中太阳静日变化和磁扰的分离。然后对日变站太阳静日变化进行地方时差校正得到测点处的太阳静日变化,将其与地磁扰动一起用于测点的日变改正。通过台站数据的计算结果分析了模型的截断阶数、日变站与测点间的经度差等因素对日变改正精度的影响,并对比了此方法与扰日法的改正效果。结果说明了此方法的合理性与可行性。     

UKF在基于地磁场的自主导航中的应用

本文研究了基于地磁场的自王导航,建立了以卫星轨道动力学方程为基础的系统状态方程,并详细推导了以地磁场矢量为观测量时的观测方程;为了解决系统的非线性问题把常用来解决非线性问题的UKF引入到基于地磁场的自主导航系统中;最后,用Matlab对基于地磁场的自主导航系统进行了仿真,仿真结果表明UKF有很好的收敛性和稳定性.     

一种建立地磁场模型的方法及试验检验

分析了地球外部空间磁场性质,阐述了基于虚拟压缩恢复原理建立地磁场模型的一种方法-地磁压缩恢复法,利用国际地磁参考场模型IGRF模拟卫星观测数据对其进行了数值试验检验,初步证实了其有效性和可靠性.     

地磁场模型计算软件的可视化设计与实现

介绍了准正交化勒让德（Legendre）谛合函数的数学性质和地磁场球谐分析方法,设计了地球磁场的计算软件,发现了模型磁场可有效地为野外地磁测量提供参考比对。     

地磁测量及其应用

地磁已广泛应用于地球科学、航天航空、交通通讯、地震预测、空间天气等诸多领域。鉴于地磁测量是地磁应用的基础，本文分析了现代地磁测量及其研究概况，展望了地磁应用发展趋势。     

海洋磁力测量中异常数据探测方法研究

本文采用门限滤波法、滑动拟合法及其基于三维可视化的滑动拟合方法对海洋磁力测量地磁日变数据和海上磁测数据中的异常数据进行探测,并结合实际试验数据进行了详细比较分析,结果表明方法合理,该方法具有一定的实践理论意义。     

地磁场梯度对飞机磁场求解精度的影响分析

分析了地磁场梯度对飞机磁场模型的影响,利用飞机磁补偿实验数据及地磁场梯度仿真数据,对考虑地磁场梯度和不考虑地磁场梯度两种情况下飞机磁场的求解结果进行了比较,并对飞机在0°、90°、180°、270°四个特定航向上,进行横滚、俯仰、偏航机动飞行时产生的干扰磁场进行了仿真补偿实验。仿真结果表明,地磁场梯度引起的模型系数计算偏差最大可达5.24,相应的磁干扰补偿率将下降35.3%。     

煤矿井下基于Attention机制的LSTM地磁定位算法

针对利用无线射频信号对井下人员定位受环境影响大的问题,本文提出了基于Attention机制的LSTM地磁定位算法。利用矿用智能手机以路径连续采集方式获取井下地磁数据,通过分析井下巷道地磁信号变化的空间差异性和时间稳定性,建立面向井下拓扑结构的地磁指纹数据库;在LSTM模型中引入Attention机制,使其能够根据地磁序列与位置的相关性进行训练且给予不同的权重;将井下实时采集的地磁数据输入模型后进行位置估计。试验结果表明,通过神经网络LSTM学习地磁序列与相应位置的映射关系,可有效提高定位精度。