《水下地形導航資料庫匹配區選取規則研究》是依託東南大學，由王立輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水下地形導航資料庫匹配區選取規則研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王立輝
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
選擇水下地形導航匹配區域是構建水下地形導航資料庫的先決條件。本申請以水下地形導航匹配區域為研究對象，首先，從地形導航信息套用的角度，採用模糊相關性理論建立水下地形特徵導航信息量的函式模型，其次，構造水下地形導航誤差與地形特徵導航信息量的相關性函式，明確地形特徵參數對不同匹配算法解算誤差的影響，分析地形參數與匹配算法的最優組合方式，並提出水下地形導航匹配區初選方法，最後，構建導航區初選方法驗證平台，對水下地形導航匹配區初選方法及其相關的地形特徵、地形匹配算法、地形導航精度進行系統性的仿真分析與評估，提出水下地形導航資料庫匹配區選取規則。本申請的研究旨在最佳化導航匹配區選取方法，對水下地形導航資料庫構建方法進行梳理和突破。具體的，可以為水下地形導航匹配區的選取提供理論指導，使水下地形測量有的放矢，提高水下地形導航資料庫的構建效率，同時也可以為評價水下地形特徵提供理論支撐。
結題摘要
本課題以水下地形導航匹配區域為研究對象，首先，從地形導航信息套用的角度，採用模糊相關性理論建立水下地形特徵導航信息量的函式模型，其次，構造水下地形導航誤差與地形特徵導航信息量的相關性函式，明確地形特徵參數對不同匹配算法解算誤差的影響，分析地形參數與匹配算法的最優組合方式，並提出水下地形導航匹配區初選方法，最後，構建導航區初選方法驗證平台，對水下地形導航匹配區初選方法及其相關的地形特徵、地形匹配算法、地形導航精度進行系統性的仿真分析與評估，提出水下地形導航資料庫匹配區選取規則。 為了最佳化地形導航資料庫構建方法，本項目提出一種基於不規則三角網的地形導航資料庫構建方法。基於分割合併法對源數據點按經緯度坐標進行分割，分別求出每個數據塊數據點的凸殼，然後依據改進的凸殼算法逐點加入非凸殼數據點形成子塊三角網，用改進的三角網合併算法對相鄰的凸殼子塊進行合併，完成子三角網的最佳化合併形成完整的地形導航資料庫。仿真結果表明基於不規則三角網的地形導航資料庫構建方法具有效率高、精度高、解析度可調整的優點。 建立適用於水下地形導航的地形特徵分析模型是構造地形資料庫的重要環節。本課題分析水下地形特徵的描述方法及地形參數計算方法，探討各種地形參數作為地形導航信息量度量參數的可行性與相關性，提出地形導航信息量綜合評價方法，構造導航信息量與水下地形特徵相關聯的分析模型。仿真結果表明水下地形特徵直接或間接地與水下地形導航信息量相關聯，地形特徵參數直接影響到地形匹配捕獲機率、定位精度。 詳細研究了ICCP匹配算法，通過仿真分析詳細討論了初始位置誤差、測深裝置誤差、採樣點數以及數字地圖製圖誤差對ICCP算法匹配精度的影響。給出了地形特徵的參數包括地形高程標準差、粗糙度、坡度、相關係數以及高程熵的計算方法，分析了各地形特徵參數在反映地形導航信息量上的作用及相互聯繫。 為解決水下地形導航資料庫中單一地形特徵參數描述地形匹配特徵不全面的問題，在Fuzzy模糊決策套用的基礎上，提出基於Vague集模糊推理的地形資料庫匹配性的綜合評價方法。Vague集用真隸屬度函式和假隸屬度函式來界定地形導航資料庫的地形特徵對導航匹配特性的影響，並依照加權記分函式法求得各匹配區的綜合評價值。仿真結果表明綜合評價值越大的地形區域，匹配誤差越小，即匹配性能越優。說明Vague集評價法能有效選擇最優匹配區，能一定程度上解決單一地形圖特徵
