自然矢量輔助慣性的洋面長航時自主導航技術研究

《自然矢量輔助慣性的洋面長航時自主導航技術研究》是依託東南大學，由祝燕華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：自然矢量輔助慣性的洋面長航時自主導航技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：祝燕華
• 依託單位：東南大學

中文摘要

針對洋面運載體長航時自主導航的套用背景，本項目以重力矢量和太陽方向矢量為基準，提出重力、偏振光輔助慣性的無源定位定向方式。深入研究基於大氣動態偏振特性的導航技術，揭示偏振模式與航向的內在關係，為重力異常提取提供長航時有效的航向信息；為保證系統自主性和抗干擾，研究無GPS條件下的重力異常線上提取方法，從海洋重力測量信號中分離出微弱的重力異常；為驗證方法的有效性，構建半物理仿真平台，研究自然矢量輔助慣性的卡爾曼濾波算法，實現慣性/重力匹配，驗證系統性能，並進一步最佳化模型和參數。本項目提出的自然矢量輔助慣性的導航系統將成為洋面運載體導航的一種新方式，完全擺脫對衛星系統的依賴，具有十分重要的研究意義。

結題摘要

針對洋面運載體長航時自主導航的套用背景，本項目以重力矢量和太陽方向矢量為基準，提出重力、偏振光輔助慣性的無源定位定向方式。深入研究了基於大氣偏振特性的導航技術，揭示了偏振模式與航向間的內在關係，為重力異常提取提供長航時有效的航向信息，航向角精度為0.1°；為保證系統自主性和抗干擾，研究了無GPS條件下的重力異常線上提取方法，從海洋重力測量信號中分離出微弱的重力異常，重力異常誤差≤3mGal；為驗證方法的有效性，構建半物理仿真平台，研究自然矢量輔助慣性的卡爾曼濾波算法，實現慣性/重力匹配，驗證了系統性能，組合後的位置誤差在重力異常匹配區域小於一個重力圖格線；此外，提出了一種基於加權矢量和的TRIAD算法實現了重力輔助慣性導航系統的系泊對準，具有計算量小、精度高、耗時短的特點。綜上，本項目提出的自然矢量輔助慣性的導航系統將成為洋面運載體導航的一種新方式，完全擺脫對衛星系統的依賴，具有十分重要的理論意義和套用價值。