《重力/地磁輔助導航系統的融合匹配濾波方法研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由武凜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：重力/地磁輔助導航系統的融合匹配濾波方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：武凜
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於慣性導航系統的誤差隨著時間積累不斷增大，因此潛艇高精度、長時間的水下安靜隱蔽航行需要藉助輔助導航手段來修正慣導，重力/地磁輔助導航對外無能量發射，不需要接近或浮出水面接受外部信號，最大程度保證了潛艇的隱蔽性和自主性，具有十分重要的現實意義。而研究精確、穩定、可靠的導航定位算法，是實現水下潛艇精確有效導航定位的關鍵。針對傳統的匹配和濾波算法的不足，本課題提出一種新的重力/地磁融合匹配濾波方法。該方法在重力輔助導航的基礎上融合地磁信息，使用多種地球物理場特徵、多個分量來輔助導航，通過將匹配和濾波兩種導航定位方法進行有機融合，對匹配和濾波兩種導航定位方法的不足進行了規避，而將其優點相結合，在提高系統容錯能力的同時，進一步提高了導航系統的精度和穩定性，為水下潛艇及各式水下運載器提供一種新的全天候全地域水下無源自主導航手段。
結題摘要
由於慣性導航系統的誤差隨著時間積累不斷增大，因此潛艇高精度、長時間的水下安靜隱蔽航行需要藉助輔助導航手段來修正慣導，重力/地磁輔助導航對外無能量發射，不需要接近或浮出水面接受外部信號，最大程度保證了潛艇的隱蔽性和自主性，具有十分重要的現實意義。而研究精確、穩定、可靠的導航定位算法，是實現水下潛艇精確有效導航定位的關鍵。（1）針對傳統匹配算法和濾波算法的不足，本課題首先對融合了TERCOM匹配算法和Kalman濾波算法的重力輔助導航定位算法進行了探索和試驗，試驗結果表明，新的融合匹配濾波算法在定位精度和算法穩定性上都明顯優於單一的TERCOM匹配算法或Kalman濾波算法。（2）針對單一的重力或地磁導航定位精度和穩定性不高的問題，課題組提出了一種自適應的最優加權平均法，對重力輔助水下導航系統和地磁輔助水下導航系統的導航定位結果進行了融合。試驗結果表明，本課題提出的重力/地磁聯合輔助導航定位在定位精度和系統穩定性上相比單一的重力或地磁輔助導航有明顯優勢。（3）在深入研究重力輔助導航的基礎上，課題組對重力、重力梯度的多分量數據輔助導航也進行了研究，提出了一種用於水下安全航行的重力/重力梯度異常聯合反演目標探測方法，試驗結果表明，與單一的重力或重力梯度反演方法相比，聯合反演方法更加穩定可靠，在存在干擾的情況下仍能有效地反演目標。（4）對於重力或地磁輔助導航與航跡/航行區域的重力/地磁信息的關係，課題組在本年度也進行了一定的探索，結合SITAN濾波算法在該海域上的兩塊特徵區域上，對比了重力和地磁輔助導航的效果。（5）此外，課題組還針對船測重力數據進行了重力輔助導航試驗，並對影響導航定位精度的各項因素進行了分析。基於以上各項研究，課題組已發表4篇學術論文，其中國際SCI期刊論文2篇，EI論文1篇，ISTP會議論文1篇，獲得專利授權1項。
