基于地磁熵及灰关联分析的地磁匹配新方法

利用地磁定位和惯性导航来确定载体的准确位置的方法,是近年来发展起来的新技术。其关键问题之一是如何进行精确地磁匹配,为解决此问题,文章提出综合利用地磁熵及灰关联分析的新方法,即在计算出待匹配区域的地磁熵值的基础上,选择相应的灰关联匹配的阈值,从而找出最佳匹配点,进而确定载体位置。文章分析了该算法的理论基础并提出了具体的实现算法,经过仿真实验表明,此算法的运算速度快、匹配精度高、具有良好的抗测量误差干扰的能力。     

均匀优化设计在磁干扰补偿算法中的应用研究

载体磁场对地磁测量的干扰,一直是造成导航设备罗差、影响地磁测量精度的技术难题.本文针对12常系数补偿算法建模过程中耗时费力等不足,将均匀设计思想引入到优化求解建模的过程中,研究了载体磁场随其姿态变化对地磁测量的影响规律,提出了采用影响因子权值统计法设计载体姿态点,进而利用优化设计姿态点的磁测数据建立补偿模型,解决了复杂模型难以运用常规方法求取全局最优解的问题.通过试验证明,该方法可以利用载体较少姿态下的试验数据建立较高精度的补偿模型,缩短了试验建模的周期,提高了磁测补偿模型的精度.     

船载地磁测量中的磁干扰补偿方法

船载三分量地磁测量时会受到舰艇磁化磁场的干扰,为消除干扰需要获得准确的舰艇磁化特性参数。提出一种补偿舰艇磁化磁场干扰的方法,通过测量舰艇摇摆状态下绕圆行驶的磁场值,采用AMGA求解出舰艇的感应与固定磁性参数,从而可将舰艇磁性干扰有效消除。此方法减少了操作步骤,对舰艇的航行姿态没有严格要求,且充分利用了多姿态下数据的差异性,求解结果不易受到外部条件的干扰。仿真显示此方法求解速度快稳定性强,可获得较高精度的海洋三分量地磁数据,从而解决了船载地磁测量中的关键问题。     

地磁导航的相关技术研究

结合目前地磁导航的研究现状,分析了与地磁导航相关的领域,如地磁场模型和地磁测量等,并对光泵磁力仪也进行了简要的概述。提出了解决磁传感器的测量误差及外界干扰磁场的措施,对后续进一步研究地磁导航具有很好的指导意义,     

利用ICCP的水下地磁修正惯导方法研究

迭代最近等值线算法（ICCP）是一种重要的地磁匹配导航算法。首先,为了获取相对精度较高的位置信息,又在一定程度上达到弥补实测数据精度不足的目的,将二次插值技术应用到地磁匹配算法中;然后,仿真计算得到了最佳匹配位置;最后,针对目前水下航行器通过航位推算等传统方法实现惯导重调的弊端,提出将地磁匹配位置误差作为观测量,用卡尔曼滤波对惯导系统的速度、位置和姿态误差进行最优估计。由最后仿真结果表明,以磁场匹配位置误差作为观测量来估计惯导误差是可行的。     

空间插值算法在构建海洋地磁图中的应用

地磁基准图作为地磁匹配导航的关键技术之一,其优劣程度对匹配导航定位的精度和稳定性有着很大影响。近年来,众多学者开展了围绕地磁数据插值构建地磁图的研究,但以往对于构建地磁图的研究主要集中在陆测数据和小范围实验数据上。针对这种情况,本文以海洋实测地磁数据为基础,首先分析了反距离加权法、改进的谢別得法、克里金法、径向基函数法、自然邻点法和局部多项式法的原理及特点;然后建立图形直观评价和交叉验证指标定量评价相结合的算法评价体系;最后利用计算机仿真验证了6种主要空间数据插值算法在利用海洋地磁数据插值构建地磁图中的效果。经过对仿真结果的分析,得出了最优插值算法结论。     

基于二维高斯样条函数的水下地磁被动定位

目前利用水下地磁信息对惯导误差进行校正多以各类匹配算法为核心,对此论文提出一种基于二维高斯样条函数的水下地磁被动定位新模式。文章首先介绍了一种利用二维高斯样条函数逼近的连续局部地磁场模型,随后在该模型的基础上将实测地磁表示为连续的解析形式,最后以实测地磁作为包含目标位置信息的量测值,并结合扩展卡尔曼滤波算法对目标位置进行最优估计。这种方法无需使用常用的匹配算法,因而也就摆脱了匹配算法的诸多限制。以分辨率为2′×2′的某区域地磁异常数据为背景场进行仿真,最终的仿真结果表明：经高斯样条函数逼近的局部地磁场模型平均误差小于0．26nT ,水下平均经、纬定位误差分别小于0．96和0．33海里。     

深水区大型构件安装水下测量定位技术

针对深水航道整治工程中梯形空心构件的高精度安装难题,进行构件水下安装测量定位技术的开发与应用研究,为水下安装提供精确方位数据,满足施工精度要求。参考梯形空心构件的外形结构尺寸,利用安装在测量架上的GPS和倾斜仪设备,采集并计算出构件的相关定位数据,根据测量结果对构件进行一次调整。再通过分析水下采集得到的构件图像,计算构件间缝宽,根据分析结果对构件进行二次精确调整。工程实际应用显示,该测量定位系统的平面和高程测量误差不超过±3 cm,测量精度高,能够满足梯形空心构件水下安装的精度要求。     

基于时间同步的船体姿态基准传递技术

在基于惯性量匹配算法的船体姿态基准传递技术中,保证2套惯导系统的数据同步是实现高精度的必要条件。本文对基于角速度匹配的姿态基准传递进行研究,并重点针对该过程的时间同步问题提出解决方案。一方面利用GPS的1PPS信号作为基准时钟源,完成2套系统的晶振校正,建立数据同步采集机制。另外,设计引入时延的扩维Kalman滤波器,对残余时延误差进行在线补偿。依靠同步采集与算法补偿相结合,实现船体变形角的高精度解算。仿真试验得到时延干扰下的测量误差在10角秒左右,证实所提方案具有较高的应用价值。     

基于巨磁阻传感器的无线船舶航向自动测量系统研究

针对船用航向自动测量设备的特点,从理论上分析了巨磁阻传感器的特征,并建立了航向自动测量系统数学模型.采用磁电阻百倍于普通磁阻的传感器作为航向自动测量系统的地磁测量单元,与加速度传感器、陀螺传感器、温度传感器、微处理器等,构成了系统的基本组成,并对航向自动测量流程、磁场测量单元温度补偿等方面进行了研究.