重力梯度輔助導(dǎo)航匹配區(qū)選擇準(zhǔn)則研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）是水下導(dǎo)航的核心，然而慣性導(dǎo)航系統(tǒng)存在隨時間累積的無法消除的誤差。利用重力梯度輔助導(dǎo)航方法，定期對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正的導(dǎo)航系統(tǒng)，是一種能夠提高水下潛器導(dǎo)航定位精度的、無源的自主導(dǎo)航系統(tǒng)。重力梯度儀、重力梯度基準(zhǔn)圖、適配區(qū)選擇和匹配定位算法是重力梯度輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的幾個基本要素。重力梯度基準(zhǔn)圖的適配區(qū)選擇是利用重力梯度輔助導(dǎo)航方法提高導(dǎo)航定位系統(tǒng)的定位精度的前提。
　　本文進(jìn)行了重力梯度多特征提取，研究了重

2、力梯度輔助導(dǎo)航匹配區(qū)選擇準(zhǔn)則。具體內(nèi)容如下：首先，對重力梯度的基本原理、特征參數(shù)以及常用的匹配算法進(jìn)行了介紹，對重力梯度多特征提取方法進(jìn)行了研究，并對所有特征進(jìn)行了提取。其次，分別利用數(shù)理統(tǒng)計分析、主成分和層次分析(PCHP)、支撐向量機(jī)（SVM）3種多特征信息融合方法，進(jìn)行了重力梯度適配區(qū)選擇準(zhǔn)則研究。其中，數(shù)理統(tǒng)計方法從實(shí)際導(dǎo)航定位實(shí)驗開始，對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，選定標(biāo)準(zhǔn)差、能量和絕對粗糙度作為匹配區(qū)選擇的指標(biāo)；PCHP法對重力梯度

3、9個特征進(jìn)行了分析，保留了絕大部分的特征信息；SVM法以數(shù)理統(tǒng)計方法所得的結(jié)論為基礎(chǔ)，對SVM訓(xùn)練集的樣本標(biāo)簽進(jìn)行了確定，通過重力梯度數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)進(jìn)行匹配區(qū)劃分，三種方法各有特點(diǎn)和應(yīng)用價值。
　　實(shí)驗表明，所劃分的適配區(qū)域的匹配導(dǎo)航效果明顯優(yōu)于非適配區(qū)域，定位誤差小于一個重力梯度格網(wǎng)，匹配率大于90％。然后，根據(jù)提出的評價準(zhǔn)則，對提出的三種多特征信息融合的重力梯度適配區(qū)選擇方法進(jìn)行了比較分析，從智能性、快速性、準(zhǔn)確來看，基于支撐向量