地磁/惯性组合定位方法

admin · 发表于 2023-9-29 09:11:00

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惯性导航系统是一种全自主导航系统，具有动态性好、短期精度高的优点，但是其导航误差随时间积累，长时间运动的定位误差很大。地磁导航也是一种无源自主导航，具有隐蔽性强、定位误差不随时间积累的特点。将惯性导航与地磁导航进行组合导航，可抑制惯导系统误差发散，可在全天候下实现长时间高精度的自主导航定位。在跨海、跨平原、水下等场合，景象匹配、地形匹配等导航方式受限制时，其优势更加明显。因此，研究地磁/惯性组合定位技术具有重要意义。本论文以 “地磁/惯性组合导航定位系统关键技术研究”为背景，重点进行了数字地磁图制备、地磁匹配区特性分析、地磁匹配方法、地磁/惯性组合导航滤波方法及系统实验研究。首先，分析了地磁场特性和多种地磁场建模方法，研究了高精度区域地磁图的制备方法，利用实测地磁数据采取多项式建模与Kring插值相结合的方法制备了高精度数字地磁图，并进行了有效性评估。其次，研究了基于等值线约束的地磁匹配方法，采用线性插值方法提取等值线，分析不同的地磁匹配方法，针对匹配算法不可避免的缺陷，采取先进行粗匹配（MSD），再进行精匹配(ICCP)的方式，弥补了MSD算法定位精度不高，ICCP算法运算时间长的不足，实现了两种算法的优势互补。再次，研究了地磁/惯性组合定位方法，针对地磁场测量值的非线性题目，利用随机线性化算法提高量测信号精度，并采用卡尔曼滤波技术实现信息的融合，仿真结果验证了本文方法的有效性。最后进行了地磁/惯性组合定位实验研究，分为仿真研究和实地实验研究两个方面。仿真研究中，引入实时的陀螺、加速度计及磁强计的噪声，通过组合导航解算，实现组合定位；随后搭建了系统实验平台，实测北航校园地磁值，制备数字地磁图，实现地磁/惯性组合导航定位，并对论文所采用的地磁匹配方法和组合定位算法的有效性进行了验证。

地磁/惯性组合定位方法

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