重力辅助导航仿真及适配性分析

重力场辅助导航是抑制惯性导航系统随时间误差累积的有效方法之一。本文引入重力异常可导航值作为描述重力异常背景场的特征之一,并计算了西太平洋海域1'×1'重力异常可导航值。为了分析重力异常背景场的适配性,选取了4条代表性航线并基于ICCP算法进行了仿真,并对仿真结果作了统计分析。统计结果表明,匹配区域的可导航值越大,适配性能越好,其中在可导航值均值大于20的航线上,匹配成功率大于80%,且匹配精度优于2 nmile。     

模糊决策理论的地磁图适配性分析

传统地磁图适配性分析仅将单一特征参数作为评价指标,从而导致分析结果不全面.针对此问题,提出了一种基于模糊决策理论的地磁图适配性分析方法.首先采用地磁标准差、粗糙度、相关系数、坡度标准差及地磁信息熵等5个主要特征参数作为模糊指标进行加权分析,得到综合评价值以评定候选区适配性.然后基于地磁异常的无迹卡尔曼滤波算法,选取中国...     

多特征值分析的重力辅助导航 适配区选择方法

对适配区进行一定的选择可以提高重力匹配导航精度。目前传统重力匹配导航区域的选择方法通常是利用单一评价指标,导致评价结果不全面。针对这种情况,本文基于信息熵、模糊综合决策和主成分分析3种方法对适配区进行多指标综合选取;并通过ICCP匹配算法进行实验计算分析,结果表明3种方法均具有较好的效果。利用3种方法计算出的可导航能力高的区域匹配效果更优,其中基于模糊综合决策方法和主成分分析法的结果优于信息熵法。     

地磁适配性分析方法研究

针对地磁适配性分析中,单一的特征指标不能满足适配性精度要求的问题,该文提出一种多指标综合评价体系方法,建立以地磁标准差、地磁信息熵、相关系数及粗糙度为一体的综合评价模型;在确定权重方面,由于主观赋权法及客观赋权法各有优缺点,提出利用主、客观加权赋权法组合权重来确定每个指标的权重系数.能够较好地利用地磁的各种特征信息对地磁基准图候选区域进行综合分析,实现分析结果的全面性.基于多指标融合的地磁适配性分析的MATLAB仿真结果表明:运用此方法能够直观地反映出各候选区域适配性能的好坏,该方法在评价地磁适配性方面有效,其方法可应用于地磁匹配导航领域的研究.     

基于卫星测高数据的重力匹配导航仿真

介绍了重力匹配导航的研究背景和工作流程,设计了基于中国沿海实际重力异常数据的仿真试验模型。采用多模型自适应卡尔曼滤波与绝对平方差两种不同的算法,在两条具有不同重力异常变化的航行线路上进行了仿真试验,验证了重力异常匹配的技术可行性。     

重力垂直梯度导航值特征分布与可导航性分析

以并行Kalman滤波匹配导航原理为基础,设计重力垂直梯度辅助惯性导航系统导航的可导航值计算方法.基于西太平洋海域2'×2'测高重力垂直梯度数据库,给出西太平洋海域重力垂直梯度辅助导航2'×2'导航格网值.选取不同特征区域的5条航线进行辅助导航仿真定位,并对导航能力进行统计分析,给出可导航性值、匹配成功概率、定位误差的关系.结果表明,本文设计的重力垂直梯度可导航性值可以作为匹配区域选择以及航线规划的数量性依据,可导航值大于14.0时,定位误差优于2.0 n mile,并给出西太平洋海域对应的区域分布.     

基于TERCOM算法的重力匹配

研究了利用地形轮廓匹配(TERCOM)算法进行重力匹配辅助导航,分析了TERCOM算法对不同重力场分布区域的适应性。模拟试验证明,TERCOM算法简单易行,当重力场粗糙度达到3.7 mGal时,重力测量误差超过3 mGal,定位误差也在1个格网单位以内,粗糙度和坡度方差与匹配定位精度的强相关性是选取匹配区域的较好指标。     

一种骨架提取的海洋重力适配区域局部分析方法

目的 针对重力匹配定位精度与适配区特性及载体的航向有关的特点,提出了一种先由移动窗口计算重力场局部特征并优选适配区的方法,并证实匹配定位精度受适配区特性及载体航向的影响。引入快速欧氏距离场算法和简化方法提取适配区简化骨架,并由简化骨架点及其距离值生成局部适配区域。通过统计局部适配区重力特征为航向选择提供依据。仿真结果证明了本文方法的有效性。     

基于复合多属性决策的点云匹配定位结果准确性评价

激光雷达点云匹配与惯性组合导航技术是高精度定位导航领域研究的热点,匹配定位结果评价的准确性直接影响组合导航定位精度,特别是在室外实际道路场景下,环境复杂,点云误匹配概率较大,只有准确评价匹配定位结果,才能提高组合导航定位精度。因此,对于评价模型的研究具有重要的意义。本文将评价模型的构建抽象为多属性决策问题,采用复合多属性决策算法,识别影响定位结果的因素并进行赋权,定量地评价了定位结果的质量,并利用实际道路数据对模型进行了验证。结果表明,本文算法可靠有效,能够反映实际匹配定位结果质量。     

基于重力场产品的水下匹配导航发展现状及影响因素分析

因高精度、无源性的特点,水下匹配导航技术已成为水下运载体导航的主要发展方向之一。分析水下匹配导航存在的问题,详细介绍了基于重力场产品的匹配导航发展现状,并对制约该技术定位精度的因素进行了分析。通过对比中国南海和太平洋研究区的重力异常、水深以及重力梯度特征参数,验证了重力辅助匹配导航技术更适合在重力特征变化明显的区域使用;当重力场产品格网大小为l时,匹配导航的最高精度为■。     

基于多属性决策的统计数据分级评价模型

通过对已有的专题数据分级评价模型进行分析研究,运用数理统计和决策理论,提出一种新的统计数据分级评价模型——多属性决策分级评价模型,即首先,以常用的分级数学模型作为决策方案;然后,选取分级精度、信息量、分级间隔作为方案的属性,用熵法确定各个属性的权重;最后,提出多属性决策分级评价模型,并通过建立的试验系统,进行数据实验。理论分析和实验结果表明,多属性决策分级评价模型具有很好的评价效果,为用户快速选择分级数学模型提供一种新方法。     

基于直觉模糊集多属性决策的空间数据质量评价研究

直觉模糊集多属性决策对空间数据质量评价是一种多属性评价、群评价和模糊评价相交叉的研究方法,它的本质是从单个评价者的独裁情形转化成多个评价者商议的情形,并交杂着模糊理论,使得评价分析过程变得更加真实合理。本文利用直觉模糊多属性群决策对空间数据质量进行评价,并与得分加权函数方法的结果进行比较,解释不同结果的原因。     

重力数据的多尺度边缘分析及其应用

In order to improve the processing and interpretation of gravity data, multiscale edge theory in image processing is introduced into the study of gravity field. Multiscale edges of gravity anomaly are analyzed based on a special wavelet. It shows that the multiscale edges are the extrema points of the horizontal gravity gradient at different heights, which are related to the sharp discontinuities of underground sources. The applications of multiscale edge in downward continuation and gravity inversion are discussed. The simulated examples show that the multiscale edges can be applied to stabilize the downward continuation operator when the continuation height is low. The multiscale edges also have a convenient application to infer the geometry of the underground source. Moreover, the gravity inversion algorithm based on the multiscale edges has a good antinoise property. Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.40704003), the National 973 Program of China(No.2007CB714405), the Open Research Fund from Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy(No.04-01-08).     

运用基于熵的多属性决策方法进行街道选取

街道选取是城市大比例尺地图综合的重要研究内容。提出了基于熵的多属性决策方法进行街道选取。首先,对离散街道弧段通过Stroke构建方法进行连接处理,将弧段连接成的Stroke作为选取单元;其次,根据街区概括的一般原则,选定若干评价指标,定量评价Stroke重要性资格;最后,利用方根模型计算街道选取数量,完成街道定额选取,最终实现街区形状概括。该方法把属性和几何方法的结合,将几何因素的考量内化于属性,可避免赋权的主观性,提高其客观性和准确性。实验验证了本方法的科学性。     

利用区间分析的空间信息智能分发决策

分析了经典多属性决策方法TOPSIS应用于空间信息的决策问题的局限性:缺乏求解空间信息的决策属性的理想解的方法,且难以获取空间信息的决策属性的效用度。针对该问题,引入区间分析的方法,对TOPSIS方法进行了扩展,提出了基于E-TOPSIS方法的分发决策算法。实验结果表明,基于E-TOPSIS方法能很好地进行空间信息智能分发决策。     

带匹配支持度的多源遥感影像SIFT匹配方法

通过将匹配支持度的相似性测度引入SIFT特征匹配算法,提出了一种能够应用于不同源遥感影像的自动匹配方法。首先,建立待匹配影像中特征点的SIFT特征描述符;然后,以待匹配点与参考点间的欧氏距离为相似性测度,挑选一定数量的距离最为接近的匹配点作为候选点;最后,分别计算候选匹配点间的匹配支持度,并通过松弛法剔除误匹配点以完成影像的自动匹配。实验结果表明,与传统的灰度匹配及经典的SIFT特征匹配相比,此算法可明显提高影像匹配的成功率和可靠性。     

面向导航的动态多尺度路网数据模型

导航应用需要动态多尺度路网数据的支持.描述交通特征的时空多尺度语义,利用象形符号扩展的UML表示法,设计适用于导航的动态多尺度路网数据模型.模型以车行道为拓扑数据建模的基本单元,以完整道路为几何数据建模的基本单元,实现路网拓扑/几何的分离与多尺度表达,以及交通状态、交通事件,统计行程时间等动态信息与路网的集成表达.试验表明,本文提出的模型为相应的数据结构设计与数据库实现奠定了良好的基础,能有效支持导航应用.     

基于多尺度模型的数据库影像特征匹配

针对传统的遥感影像数据库中影像特征匹配效率低下的问题,该文提出一种基于多尺度模型的数据库影像特征匹配方法。为遥感影像数据库构建多尺度模型,能较高效率地在数据库中快速定位候选的匹配影像;基于搜索得到的候选影像,采用快速排序算法逐层筛选最佳匹配影像,从而实现了数据库匹配影像的精确定位。实验结果表明:所提算法不仅能高效地完成影像间特征点匹配运算,还能从数据库中精确地筛选得到最佳的匹配影像;且随着数据库中影像总数的增加,该方法的优势表现得更加明显。这一研究将为遥感影像数据库的高效、实时及动态匹配提供可能性。     

海域重力异常模型的多尺度分析

不同于传统的重力异常模型精度分析方法,本文以马里亚纳海沟区域(140°E—150°E,10°N—20°N)为例,利用DOG球面小波提取了DTU10、DTU17和SIO V32.1模型在不同波段内的重力异常信号,对模型间的差异进行了深入分析,并对基于径向基函数的不同深度、不同分辨率的多尺度分析进行了尝试。利用DOG球面小波对各模型多尺度分析的结果表明,随着尺度变小,模型间的差异在变大;DTU10、DTU17模型间的差异主要集中在10.9～43.6 km的波段内,分布在海岸、海沟、海底山附近,体现了Cryosat-2、Jason-1/GM观测数据和FES2014海潮模型的贡献;受模型构建方法不同、观测数据增多和波形重跟踪的影响,DTU17、SIO V32.1模型的差异大于DTU10、DTU17之间的差异。对传统径向基函数进行了改进,实现了多深度、多空间分辨率情况下径向基函数多尺度分析,结果略优于单一深度、单一空间分辨率径向基函数构建结果,有望应用于多源数据的重力场模型构建。