地磁信息处理与匹配导航算法研究
发布时间：2021-08-09 18:14
随着地磁测量技术与地磁匹配相关理论的发展,地磁导航逐渐成为热门研究课题。地磁包含总磁场强度、水平磁场强度、磁偏角、磁倾角等多种可匹配特征信息量,地磁导航具有隐蔽性强、全天候、环境适应性好、误差不随时间累计等优势。通过与惯导组合,地磁导航系统可以辅助解决惯导系统的位置误差发散问题,满足卫星不可用环境下的导航需求。本文对地磁匹配中的相关问题进行了研究,主要完成了以下工作:（1）研究了地磁数据探测过程中的误差校正技术。地磁场属于弱磁场,使用磁传感器进行数据测量时,容易受到外部环境的干扰,对磁传感器磁测数据进行预处理是地磁导航的重要环节之一。分析三轴磁传感器制造和测量过程中的误差来源,建立了磁传感器的综合误差模型。在误差模型基础上建立了误差分析模型,研究了带遗忘因子的迭代最小二乘磁传感器误差补偿技术,提高了磁测数据精度,满足导航需求。（2）研究了地磁图构建过程中的插值、延拓技术。分析比较了多种插值技术,通过仿真比较,选择了克里金插值方法,其总体精度能满足导航对基准地磁图的需求。研究地磁场延拓问题,经过数学推导分析了频域算子的滤波特性,采用傅里叶变换算法处理向上延拓问题,针对不稳定的向下延拓问题...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IGRF-12模型中的全球总磁场强度等值线图[45]
硕士学位论文地磁信息处理与匹配导航算法研究57图5.3地磁场三维值显示及保存界面（2）高精度导航设备实验系统采用加拿大NovAtel公司研发的一款集成GPS/INS的紧耦合组合导航定位系统SPAN-CPT，如图5.4所示。系统内部封装了GNSS板卡与光纤惯性测量单元，定位精度可根据应用需求进行选择，是一款性价比较高的定位系统[78]。图5.4SPAN-CPT集成GPS/INS的紧耦合组合导航定位系统SPAN-CPT设备技术指标如表5.3所示。表5.3SPAN-CPT性能指标传感器参数描述参数值SPAN-CPT系统INS陀螺零偏稳定性o1/h陀螺随机游走o0.0667/h加速度计零偏稳定性750μg加速度计随机游走55μg/HzGPS位置测量精度1.8m(RMS)速度测量精度0.02m/s(RMS)
【参考文献】：
期刊论文
[1]地磁导航技术研究进展综述[J]. 周能兵,王亚斌,王强. 导航定位学报. 2018(02)
[2]GA与PSO的混合研究综述[J]. 李红亚,彭昱忠,邓楚燕,龚道庆. 计算机工程与应用. 2018(02)
[3]一种改进的地磁平缓区的地磁匹配算法[J]. 肖晶,齐晓慧,段修生. 火力与指挥控制. 2017(09)
[4]地磁匹配算法的研究现状及改进策略[J]. 肖晶,齐晓慧,段修生. 电光与控制. 2018(01)
[5]IGRF12和WMM2015模型在中国区域的精度评估及其适用性分析[J]. 聂琳娟,邱耀东,申文斌,张素琴,张兵兵. 武汉大学学报(信息科学版). 2017(09)
[6]世界地磁场模型WMM2015误差分析与评估[J]. 赵希亮,边刚,金绍华,王美娜,刘强. 海洋测绘. 2016(03)
[7]一种水下载体干扰磁场的空间差分补偿方法[J]. 赵塔,陈雨薇,周志坚,程德福. 电机与控制学报. 2016(03)
[8]区域地磁场谐和样条模型研究[J]. 冯丽丽. 国际地震动态. 2016(01)
[9]地磁滤波导航技术的研究现状[J]. 黄朝艳,田海冬,赵华. 科学技术与工程. 2013(30)
[10]水下地磁/惯性组合导航试验分析[J]. 穆华,吴志添,吴美平. 中国惯性技术学报. 2013(03)
博士论文
[1]克里格插值的加速和参数优化及其应用[D]. 姜春雷.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2016
[2]水下机器人地磁辅助导航算法研究[D]. 张晓峻.哈尔滨工程大学 2016
[3]光纤捷联惯性组合导航系统建模及滤波技术研究[D]. 顾姗姗.南京航空航天大学 2016
[4]惯性/地磁匹配组合导航相关技术研究[D]. 朱占龙.东南大学 2015
[5]地磁测量中载体干扰磁场特性及补偿方法研究[D]. 李季.国防科学技术大学 2013
[6]INS/地磁匹配组合导航系统技术研究[D]. 梁莹.哈尔滨工程大学 2010
[7]地磁导航关键技术研究[D]. 寇义民.哈尔滨工业大学 2010
[8]粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D]. 谭佳琳.哈尔滨工程大学 2010
硕士论文
[1]地磁辅助惯性导航系统研究[D]. 陈冲.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于SVM的地磁车辆检测器车型分类方法研究[D]. 赵济民.北京交通大学 2014
[3]快速三维克里金插值方法研究及实现[D]. 蔡元菲.电子科技大学 2013
[4]地磁匹配导航算法及地磁场模拟系统研究[D]. 刘亚云.哈尔滨工业大学 2011
[5]地磁传感器及其在姿态角测试中的应用研究[D]. 刘晓娜.中北大学 2008
[6]空间插值技术的开发与实现[D]. 颜慧敏.西南石油学院 2005
本文编号：3332557
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IGRF-12模型中的全球总磁场强度等值线图[45]
硕士学位论文地磁信息处理与匹配导航算法研究57图5.3地磁场三维值显示及保存界面（2）高精度导航设备实验系统采用加拿大NovAtel公司研发的一款集成GPS/INS的紧耦合组合导航定位系统SPAN-CPT，如图5.4所示。系统内部封装了GNSS板卡与光纤惯性测量单元，定位精度可根据应用需求进行选择，是一款性价比较高的定位系统[78]。图5.4SPAN-CPT集成GPS/INS的紧耦合组合导航定位系统SPAN-CPT设备技术指标如表5.3所示。表5.3SPAN-CPT性能指标传感器参数描述参数值SPAN-CPT系统INS陀螺零偏稳定性o1/h陀螺随机游走o0.0667/h加速度计零偏稳定性750μg加速度计随机游走55μg/HzGPS位置测量精度1.8m(RMS)速度测量精度0.02m/s(RMS)
【参考文献】：
期刊论文
[1]地磁导航技术研究进展综述[J]. 周能兵,王亚斌,王强. 导航定位学报. 2018(02)
[2]GA与PSO的混合研究综述[J]. 李红亚,彭昱忠,邓楚燕,龚道庆. 计算机工程与应用. 2018(02)
[3]一种改进的地磁平缓区的地磁匹配算法[J]. 肖晶,齐晓慧,段修生. 火力与指挥控制. 2017(09)
[4]地磁匹配算法的研究现状及改进策略[J]. 肖晶,齐晓慧,段修生. 电光与控制. 2018(01)
[5]IGRF12和WMM2015模型在中国区域的精度评估及其适用性分析[J]. 聂琳娟,邱耀东,申文斌,张素琴,张兵兵. 武汉大学学报(信息科学版). 2017(09)
[6]世界地磁场模型WMM2015误差分析与评估[J]. 赵希亮,边刚,金绍华,王美娜,刘强. 海洋测绘. 2016(03)
[7]一种水下载体干扰磁场的空间差分补偿方法[J]. 赵塔,陈雨薇,周志坚,程德福. 电机与控制学报. 2016(03)
[8]区域地磁场谐和样条模型研究[J]. 冯丽丽. 国际地震动态. 2016(01)
[9]地磁滤波导航技术的研究现状[J]. 黄朝艳,田海冬,赵华. 科学技术与工程. 2013(30)
[10]水下地磁/惯性组合导航试验分析[J]. 穆华,吴志添,吴美平. 中国惯性技术学报. 2013(03)
博士论文
[1]克里格插值的加速和参数优化及其应用[D]. 姜春雷.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2016
[2]水下机器人地磁辅助导航算法研究[D]. 张晓峻.哈尔滨工程大学 2016
[3]光纤捷联惯性组合导航系统建模及滤波技术研究[D]. 顾姗姗.南京航空航天大学 2016
[4]惯性/地磁匹配组合导航相关技术研究[D]. 朱占龙.东南大学 2015
[5]地磁测量中载体干扰磁场特性及补偿方法研究[D]. 李季.国防科学技术大学 2013
[6]INS/地磁匹配组合导航系统技术研究[D]. 梁莹.哈尔滨工程大学 2010
[7]地磁导航关键技术研究[D]. 寇义民.哈尔滨工业大学 2010
[8]粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D]. 谭佳琳.哈尔滨工程大学 2010
硕士论文
[1]地磁辅助惯性导航系统研究[D]. 陈冲.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于SVM的地磁车辆检测器车型分类方法研究[D]. 赵济民.北京交通大学 2014
[3]快速三维克里金插值方法研究及实现[D]. 蔡元菲.电子科技大学 2013
[4]地磁匹配导航算法及地磁场模拟系统研究[D]. 刘亚云.哈尔滨工业大学 2011
[5]地磁传感器及其在姿态角测试中的应用研究[D]. 刘晓娜.中北大学 2008
[6]空间插值技术的开发与实现[D]. 颜慧敏.西南石油学院 2005
本文编号：3332557
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