地磁匹配导航应用于巡航导弹的关键技术分析

地磁匹配导航技术是巡航导弹跨海飞行可选的自主导航方式之一,对国外的地磁匹配导航研究现状进行了分析,提出了地磁匹配导航技术应用于巡航导弹的关键技术。通过对关键技术的分析和地磁匹配导航技术的动向研究,提出巡航导弹远程自主导航对地磁匹配导航的军事需求,对在巡航导弹上应用地磁匹配导航技术作了展望。     

地磁导航在水下航行体导航中的应用

地磁导航作为一种自主导航技术,具有隐蔽性好、稳定及精度高的特点,非常适合水下航行体使用.介绍了地磁导航在国内外的研究现状和发展趋势,对地磁数据库的获得、地磁导航匹配算法、地磁异常信息与惯性导航信息融合算法以及高精度快响应的传感器研制等关键技术进行了分析,为提高水下航行体的远程导航精度与导航自主能力提供了参考.     

基于Hausdorff距离的地磁匹配导航算法

地磁匹配算法是地磁导航的核心,地磁匹配结果既可以作为组合滤波的观测输入,也可以直接作为系统定位的结果输出。本文简要介绍了地磁场特征及地磁匹配的基本原理,提出以Hausdorff距离为相关度量准则的地磁匹配算法,给出算法流程图,并以实测地磁数据为匹配基准图进行仿真试验,试验结果表明：匹配算法可达到较高的精度,同时通过适当...     

基于等值线匹配的巡航导弹地磁匹配方法研究

介绍了地磁场理论, 并给出了地磁匹配导航的基本原理, 对基于等值线匹配的ICCP算法进行了研究, 并给出了仿真结果. 从仿真结果可以看出, 在有限的迭代运算后估计航迹收敛, 且匹配后的位置误差明显减少, 但算法同时也存在对磁传感器测量误差敏感的缺点, 算法的抗干扰性有待进一步提高.     

地磁匹配制导在飞航导弹中的应用研究

在叙述地磁匹配制导原理、优越性的基础上, 提出地磁匹配制导在飞航导弹应用中必须要解决的问题:特征量选取、 传感器选择、信号数字滤波、基准地磁图获取与相关性分析等. 依据相关匹配特征量选择的原则选取地磁场总强度作为匹配特征量, 综合对比传感器的优缺点, 提出磁阻传感器是地磁导航系统合适的磁测量元件; 并对现今的数字滤波技术进行了概述.     

适于地磁导航的高精度区域地磁场建模研究

从地磁匹配导航的原理出发,分析并提出了开发地磁匹配导航需要解决的关键技术问题。针对现有地磁场模型精度偏低、模型边界效应等问题,深入分析了传统补充国际地磁参考场值的缺陷。提出了采用边界插值约束的Taylor多项式拟合法,建立适合地磁匹配导航的高精度地磁场模型,为匹配算法提供可靠的参考依据;并提出了多项式最佳插值截断阶数的算法;最后,进行了仿真试验。试验证明：该技术具有优于补充国际地磁参考场值建立高分辨率模型的方法,可以提高模型的分辨率,改善建模过程中存在的边界效应问题。     

地磁匹配技术应用于巡航导弹的研究

地磁匹配技术作为一项新兴技术在近年来受到了日益广泛的关注,并得到了迅速发展。近来学术界又萌发了将其应用于巡航导弹的想法。在对巡航导弹现有制导方式的现状和需求进行分析后,介绍了地磁匹配技术的发展,总结了其应用于巡航导弹的技术制约因素。     

小波域软阈值降噪的地磁匹配导航仿真研究

为消除地磁数据中的噪声和干扰,提高地磁匹配导航的精度和可靠性,采用小波降噪方法对地磁数据进行预处理.通过对小波母函数特性的研究,结合地磁场自身规律提出了地磁数据降噪中小波母函数的选取准则,并根据地磁匹配导航的特点提出了基于误差和相关系数的小波分解层数确定方法.通过对小波降噪主要方法的定性分析,采用了小波域软阈值降噪方法...     

基于Hausdorff距离的地磁匹配算法研究

在介绍地磁匹配的基本原理的基础上,指出了较为成熟的地形匹配算法以及成熟的图像匹配算法都可以为地磁匹配算法所借鉴.利用基于Hausdorff距离的匹配算法进行了仿真,仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于支持向量机的地磁辅助导航匹配区域选取准则

为综合考虑地磁标准差、地磁费歇信息量、地磁编码失真量等特征参数对选取结果的影响,研究基于支持向量机的地磁匹配区域选取方法。先计算地磁特征参数,准确有效地表示地磁信息;再选择合适的训练样本集,并通过选择合适的核函数及核函数参数,实现了匹配区域及非匹配区域的正确分类;最后,将测试样本集作为检验核数据对分类器效果进行检验,并根据总体精度和第二类错误率的大小选择合适的核函数参数,通过测量的地磁数据进一步进行了验证。结果表明,该方法分类简单,适应性强,能够进行匹配区域的正确选择。     

基于零速/航向自观测/地磁匹配的行人导航算法研究

目前行人导航技术正发挥着越来越重要的作用,而无全球导航卫星系统（GNSS）环境下的行人导航定位成为其不可或缺的环节。以自包含传感器为硬件平台,针对无GNSS环境下的行人自主导航定位展开研究,提出一种基于“2+2”分级模式的零速判别方法,并设计一种惯性导航系统的零速修正卡尔曼滤波算法,有效提高同一参数阈值下零速判别的准确性与可靠性、抑制传感器误差发散;研究行人初始静态下磁航向误差观测算法及行人运动状态下的零速航向误差自观测算法,解决了行人长时间行走航向发散问题;提出基于多层约束和K近邻算法的地磁匹配算法,并实现基于零速修正/航向误差自观测的行人导航算法与地磁匹配算法的融合,提高了行人导航定位精度与可靠性。实际数据测试验证,所提基于零速修正/航向误差自观测/地磁匹配的行人导航算法可有效提高定位精度79%以上。     

基于Hausdorff距离的地磁匹配算法研究

在介绍地磁匹配的基本原理的基础上,指出了较为成熟的地形匹配算法以及成熟的图像匹配算法都可以为地磁匹配算法所借鉴．利用基于Hausdorff距离的匹配算法进行了仿真,仿真结果表明了该方法的有效性．     

地磁匹配中位场频率域延拓方法研究

针对飞行器地磁匹配导航系统对不同高度基准图的需求,着重研究了基准图的频率域向上和向下延拓方法.为了验证延拓方法的精度和对误差的放大效果,提出了一套验证方法,并基于区域均匀网格化数据对延拓方法进行了验证.结果表明:所选用的向上延拓和向下延拓方法符合飞行器地磁匹配系统基准图的精度要求,延拓精度较高,对扰动误差等具有较好的抑制作用.     

导弹发射车SINS/GNS定位定向技术

针对导弹发射车对导航系统的全自主性及精度的特殊要求,提出将地磁匹配定位定向系统与惯性导航系统进行组合.地磁匹配过程中采用了基于 Hausdorff 距离的相似算法.基于U卡尔曼滤波算法,对SINS/GNS全自主定位定向组合系统与捷联惯导系统单独定位定向在同一条件下的误差情况进行了对比仿真.仿真结果表明,装有地磁匹配惯导系统的导弹发射车定位定向的精确度有了明显提高, 滤波收敛性较好.     

双线性插值在地磁导航中的应用

地磁导航应用中常采用插值运算来提高地磁图的精度,但目前常用的地磁图插值方法都存在计算复杂、不适于实时解算等缺点。提出用双线性插值方法进行地磁图插值,该方法原理简单、计算量小,且适于在微处理器上实时解算,为地磁导航的工程实现提供了参考。     

地磁辅助惯性导航匹配算法研究

对地磁辅助惯性导航技术的基本原理进行了分析，鉴于采样卡尔曼滤波算法在重力辅助导航中的成功应用，将其用于地磁图形匹配。滤波通过设计少量的σ点，并计算这些σ点的经由非线性函教的传播，从而获得滤波值基于非线性状态方程的更新，较广义卡尔曼滤波具有计算精度高、便于计算的特点。     

地磁信号检测系统误差分析与补偿方法研究

高精度、高分辨率地磁信号检测是地磁匹配导航的基础,在分析地磁信号检测系统误差来源的基础上,建立了三轴磁传感器自身误差以及软硬磁干扰误差综合模型,介绍了一种基于空间点地磁矢量不变的椭球拟合校准算法.通过实验比较,结果表明:该方法能有效抑制与补偿地磁信号检测误差,包括三轴磁传感器零点漂移引起的误差、标度因数不一致引起的误差...     

一种基于磁偶极子磁场分布理论的磁场干扰补偿方法

载体磁场对地磁场的干扰,一直是影响导航罗差、地磁测量的技术难题。为了提高适于地磁匹配定位需要的地磁测量精度,对如何消除载体固有磁场和感应磁场对地磁测量精度的影响进行了研究。应用磁偶极子磁场分布理论,推导了安装在载体上传感器所在位置的磁场组成,建立了利用理想传感器测量值计算地磁场的地磁测量模型;在分析磁场传感器测量误差的基础上,建立了综合考虑载体磁场干扰和传感器误差影响的地磁测量模型。该模型所含参数物理意义明确,可在任意姿态下实现对载体磁场和磁传感器误差进行综合补偿。实验证明,所建立的地磁测量模型具有较高的测量精度。     

三种空间插值算法在地磁匹配基准图构建中的应用

针对地磁匹配导航对构建高密度、高精度的磁基准图的需求,结合目前应用较为广泛、效果较好的3种空间插值方法,用某地区的实测地磁数据进行了插值效果分析。对于插值效果的评价引人了交叉验证法,并借助误差最大值、最小值、平均误差、标准差和运算时间等6项评价指标对3种插值算法进行了综合评价。通过研究说明了3种插值算法各自的特点和应用范围。     

基于投影寻踪的多维地磁匹配融合算法

单一地磁特征匹配算法容易受到特征量区域缓变特性的影响,从而降低了算法的定位精度。针对单一特征量匹配算法的区域性不可靠问题,提出了一种多维地磁匹配融合算法;该算法在建立多维地磁匹配特征量投影寻踪分类模型的基础上,采用组织进化数值优化算法对模型进行求解,算法根据采样数据的特点自适应获得各匹配特征量的定位贡献权重(可信度),将经过加权融合的匹配位置作为最终定位位置,避免了单特征量匹配的区域性不可靠问题。仿真结果表明,采用多维地磁匹配融合算法较单一特征匹配算法大大减小了全局匹配定位误差,验证了算法的有效性。