基于全張量重力梯度水下輔助導(dǎo)航匹配方法的研究.pdf

1、水下載體由于隱蔽性的需求必須長(zhǎng)時(shí)間在水下航行，自身的定位及其安全性尤其突出。利用地球自有物理特征來(lái)輔助慣性導(dǎo)航的無(wú)源導(dǎo)航理論和方法是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者研究的一個(gè)熱點(diǎn)，而重力及重力梯度數(shù)據(jù)穩(wěn)定，具有抗干擾、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，且重力梯度設(shè)備不需要向外部發(fā)射或者是接受信息，最大限度的保證了水下載體航行的安全性和隱蔽性，因此重力梯度導(dǎo)航是一種完全無(wú)源的自主導(dǎo)航方式。
　　水下重力梯度輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的三大關(guān)鍵技術(shù)包括重力梯度儀的研制、重

2、力梯度基準(zhǔn)圖制備以及有效的重力梯度匹配算法。本文充分利用全張量重力梯度五個(gè)獨(dú)立分量信息，進(jìn)行了全張量重力梯度水下輔助導(dǎo)航匹配方法的研究。
　　論文首先對(duì)重力梯度基準(zhǔn)圖制備技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)影響重力梯度基準(zhǔn)圖制備的因素進(jìn)行了分析，利用基于地形高程正演的重力梯度基準(zhǔn)圖制備方法獲得了滿(mǎn)足導(dǎo)航精度需求的重力梯度基準(zhǔn)圖，并進(jìn)行了基準(zhǔn)圖的特征提取與分析；
　　然后，分別應(yīng)用重力梯度5個(gè)獨(dú)立分量，進(jìn)行了基于重力梯度單分量匹配算法的研究；接

3、著，進(jìn)行了基于全張量重力梯度加權(quán)融合匹配方法的研究，應(yīng)用MAD算法進(jìn)行了全張量重力梯度加權(quán)融合匹配的仿真，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了不同測(cè)量噪聲下的匹配效果，充分利用了全張量重力梯度加權(quán)融合信息來(lái)提高匹配定位精度；
　　最后，提出了基于相似性度量的全張量重力梯度匹配的方法，利用全張量重力梯度測(cè)量值和估計(jì)值的余弦相似性度量將重力梯度全張量信息有效融合，進(jìn)行了仿真研究，并對(duì)基于全張量加權(quán)融合的匹配方法與相似性度量的全張量重力梯度匹配方法的特點(diǎn)進(jìn)行