基于全张量重力梯度水下辅助导航匹配方法的研究

发布时间：2017-10-04 18:09

  本文关键词：基于全张量重力梯度水下辅助导航匹配方法的研究

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【摘要】：水下载体由于隐蔽性的需求必须长时间在水下航行，自身的定位及其安全性尤其突出。利用地球自有物理特征来辅助惯性导航的无源导航理论和方法是现阶段国内外研究机构和学者研究的一个热点，而重力及重力梯度数据稳定，具有抗干扰、可靠性高的优点，且重力梯度设备不需要向外部发射或者是接受信息，最大限度的保证了水下载体航行的安全性和隐蔽性，因此重力梯度导航是一种完全无源的自主导航方式。 水下重力梯度辅助导航系统的三大关键技术包括重力梯度仪的研制、重力梯度基准图制备以及有效的重力梯度匹配算法。本文充分利用全张量重力梯度五个独立分量信息，进行了全张量重力梯度水下辅助导航匹配方法的研究。 论文首先对重力梯度基准图制备技术进行了研究，对影响重力梯度基准图制备的因素进行了分析，利用基于地形高程正演的重力梯度基准图制备方法获得了满足导航精度需求的重力梯度基准图，并进行了基准图的特征提取与分析； 然后，分别应用重力梯度5个独立分量，进行了基于重力梯度单分量匹配算法的研究；接着，进行了基于全张量重力梯度加权融合匹配方法的研究，应用MAD算法进行了全张量重力梯度加权融合匹配的仿真，通过实验证明了不同测量噪声下的匹配效果，充分利用了全张量重力梯度加权融合信息来提高匹配定位精度； 最后，提出了基于相似性度量的全张量重力梯度匹配的方法，利用全张量重力梯度测量值和估计值的余弦相似性度量将重力梯度全张量信息有效融合，，进行了仿真研究，并对基于全张量加权融合的匹配方法与相似性度量的全张量重力梯度匹配方法的特点进行了比较。
【关键词】：重力梯度 匹配导航 全张量加权融合 相似性度量 匹配方法
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U675.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 惯性导航系统10-11
• 1.3 重力梯度导航研究现状11-16
• 1.3.1 重力梯度仪研究现状11-13
• 1.3.2 重力梯度基准图的制备研究现状13
• 1.3.3 重力梯度辅助匹配导航算法的研究现状13-16
• 1.4 论文主要内容与安排16-18
• 第2章 重力梯度基准图的制备及多特征提取18-39
• 2.1 重力梯度18-19
• 2.2 重力梯度基准图的制备方法19-26
• 2.2.1 基于 EGM96 球谐模型的基准图制备19-23
• 2.2.2 基于地形正演的重力梯度基准图制备23-25
• 2.2.3 重力梯度基准图制备影响因素分析25-26
• 2.3 全张量重力梯度图局部多特征26-30
• 2.4 重力梯度图局部多特征提取及仿真分析30-38
• 2.4.1 窗口选定大小30-31
• 2.4.2 特征图像提取与比较31-38
• 2.4.3 特征图像统计比较与分析38
• 2.5 本章小结38-39
• 第3章 基于重力梯度单分量匹配方法的研究39-45
• 3.1 MAD 和 MSD 匹配算法39-40
• 3.2 MAD 和 MSD 算法仿真及分析40-41
• 3.3 单分量重力梯度匹配方法仿真及分析41-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 基于全张量重力梯度匹配方法的研究45-55
• 4.1 数据融合45-47
• 4.2 全张量重力梯度加权融合匹配方法47-48
• 4.3 加权融合匹配算法仿真分析48-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 基于相似性度量的全张量重力梯度匹配方法55-59
• 5.1 相似性度量方法55-56
• 5.2 基于相似性度量的全张量重力梯度匹配方法的仿真与实现56-58
• 5.3 相似性度量的匹配方法与全张量加权融合方法的比较58
• 5.4 本章小结58-59
• 第6章 总结与展望59-61
• 6.1 总结59-60
• 6.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文66-67
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目67-68
• 中文详细摘要68-70
• 英文详细摘要70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 冯浩,晏磊,张飞舟,刘光军,邓中亮;基于辅助惯性导航的数据地图特征分析[J];北京邮电大学学报;2004年04期

2 胡明城;高精度和高分辨率的全球重力场模型EGM96[J];测绘科技动态;1998年03期

3 刘缵武,陆仲连;关于地壳均衡模型的讨论[J];测绘学报;1999年04期

4 张立;杨惠珍;;基于ICCP和TERCOM的水下地形匹配组合算法研究[J];弹箭与制导学报;2008年03期

5 许大欣;王勇;王虎彪;蔡小波;戴全发;;重力垂直梯度和重力异常辅助导航SITAN算法结果分析[J];大地测量与地球动力学;2011年01期

6 程力;蔡体菁;;基于模式识别神经网络的重力匹配算法[J];东南大学学报(自然科学版);2007年05期

7 边少锋;纪兵;;重力梯度仪的发展及其应用[J];地球物理学进展;2006年02期

8 徐遵义;晏磊;宁书年;邹华胜;;海洋重力辅助导航的研究现状与发展[J];地球物理学进展;2007年01期

9 朱华勇,沈林成,常文森;地形相关算法度量值的统计特性[J];国防科技大学学报;1999年04期

10 朱华勇,沈林成,常文森;基于地形差分矩的TERCOM地图性能估计[J];国防科技大学学报;2000年04期

本文编号：972083