基于仿射参数估计的地磁匹配导航算法
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然而"轮廓线匹配方法要求根据惯性导航系统 输出的参考轨迹形状进行遍历求解"实时性难以保 证( 因此为了实现在线匹配"传统的轮廓线匹配方 法只考虑惯性导航系统的初始位置误差"即遍历所 有平行于参考轨迹的序列" 匹配精度无法得到保 证&#’ ( 为了提高平行搜索的实时性"文献&" ^&%’ 提出一种基于等值线约束的地磁匹配算法"把不
’’地磁场是地球的一个基本物理场"以地磁场为 基础的地磁导航具有无源)无辐射)隐蔽性强)误差 不随时 间 累 积 等 众 多 优 点" 具 有 重 要 的 军 事 意 义&& ^!’ ( 因此地磁导航可为其他导航系统提供辅助 手段实现载体的导航定位&M ^G’ ( 地磁匹配导航是指 载体在运动过程中"利用磁传感器实时测定地磁场 的有关特征值信息"并根据惯性导航系统输出的参 考轨迹形状"与预先存储的地磁数据库在计算机中 进行线图匹配"从而实现对载体的导航定位(
轮廓线匹配方法是目前常规的地磁匹配算法" 通过在预先存储的地磁数据库中寻找与实际测量序 列之间相关性指标最优的轨迹作为对真实轨迹的估 计结果&F’ ( 地磁轮廓线匹配方法具有原理简单)适 用范围广)对 初 始 误 差 要 求 低 等 优 点" 而 且 有 均 方 差"平 均 绝 对 差) 0-*8L)+//距 离 等 多 种 相 关 性 指 标 函数";10#"40%Y)2KA+)759E5+5-.N92K5A5+/)+K-,I5-,L K-9IE2,4-II*+-I:)/45)K-4,592IK-9IE2,4,-724-92)," -8H5.. -8+5L*I5298I)KA*9-92), 92K5" -,)75.45)K-4,592IK-9IE2,4-.4)+29EK1-85L ), -//2,5A-+-K595+5892K-92), 28A+)N A)85L<‘2+89" 9E5-//2,5K)L5.)/9E5+5/5+5,I59+-IJ H-8589-1.28E5L" I),82L5+2,49E52,292-.5++)+8)/A)8292)," E5-L2,4" -,L 75.)I29:)/9E52,5+92-.,-724-92), 8:895K<Y)+5-.2d59E545)K-4,592IK-9IE2,4" 9E5-//2,5K)L5.A-N +-K595+8H5+55892K-95L *82,4Y-:.)+1 8/)+K*.-" -,L 9E5, c+):L5,1 8295+-92), H-8A5+/)+K5L<YE55]A5+2K5,9-.+5N 8*.988E)H9E-99E5K-9IE2,45++)+)/9E5A+)A)85L -.4)+29EK 1-85L ), -//2,5A-+-K595+5892K-92), 28!FB"F K -,L 9E5I)KA*9-92), 92K528$%BF K8<YE5+5/)+5" 9E5A+)A)85L -.4)+29EKI-, 5//5I9275.:2KA+)759E5K-9IE2,4-II*+-I: -,L +5-.N92K5A5+/)+K-,I5< =/36,#-1%45)K-4,592IK-9IE2,4# 45)K-4,592I,-724-92),# 2,5+92-.,-724-92),# 2,954+-95L ,-724-92),# -//2,5K)LN 5.# A-+-K595+5892K-92),# 295+-9275I)KA*9-92),# K-9IE2,4-II*+-I:# +5-.N92K5A5+/)+K-,I5
摘’要!针对地磁匹配导航技术中匹配精度和算法耗时相互制约的问题!本文提出一种基于仿射参数估计的地磁 匹配导航算法!在保证匹配精度的同时有效提高了算法的实时性" 综合考虑惯导系统的初始位置误差#初始航向 误差和初始速度误差!建立参考轨迹的仿射模型$用泰勒公式将地磁匹配问题转化为仿射模型的参数估计问题$通 过 c+):L5, 迭代计算实现匹配问题的求解" 试验结果表明%采用基于仿射参数估计的地磁匹配导航算法!匹配定位 精度为 !FB"F K!算法耗时为 $%BF K8!因此提出的算法能够有效提高匹配定位精度和实时性" 关键词!地磁匹配$ 地磁导航$ 惯性导航$ 组合导航$ 仿射模型$ 参数估计$ 迭代计算$ 匹配精度$ 实时性 ()*%&%B&&""% CDE5*<$%&F%$%!& 网络出版地址!E99A% CCHHH<I,J2<,59CJIK8CL59-2.C$!B&!"%<*<$%&#%M&"<&G%$<%&%<E9K. 中图分类号!;$M"B!’文献标志码!>’文章编号!&%%GNF%M!&$%&#’%#N&!G!N%F
收稿日期!$%&F ^%$ ^$&<
网络出版日期!$%&# ^%M ^$%<
基金项目!国家自然科学基金项目!G&M%!%"?" G&!F?%MG$ <
作者简介!解伟男!&"F" ^$ " 男" 副研究员#
李清华!&"F" ^$ " 男" 副研究员<
通信作者!李清华"3NK-2.% E*-E29aE29<5L*<I,<
第 !" 卷第 # 期 $%&# 年 # 月
哈’尔’滨’工’程’大’学’学’报 ()*+,-.)/0-+12, 3,42,55+2,46,275+829:
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基于仿射参数估计的地磁匹配导航算法
解伟男! 李清华! 奚伯齐! 屈桢深
! 哈尔滨工业大学 空间控制与惯性技术研究中心"黑龙江 哈尔滨 &?%%#%$
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轮廓线匹配方法是目前常规的地磁匹配算法" 通过在预先存储的地磁数据库中寻找与实际测量序 列之间相关性指标最优的轨迹作为对真实轨迹的估 计结果&F’ ( 地磁轮廓线匹配方法具有原理简单)适 用范围广)对 初 始 误 差 要 求 低 等 优 点" 而 且 有 均 方 差"平 均 绝 对 差) 0-*8L)+//距 离 等 多 种 相 关 性 指 标 函数";10#"40%Y)2KA+)759E5+5-.N92K5A5+/)+K-,I5-,L K-9IE2,4-II*+-I:)/45)K-4,592IK-9IE2,4,-724-92)," -8H5.. -8+5L*I5298I)KA*9-92), 92K5" -,)75.45)K-4,592IK-9IE2,4-.4)+29EK1-85L ), -//2,5A-+-K595+5892K-92), 28A+)N A)85L<‘2+89" 9E5-//2,5K)L5.)/9E5+5/5+5,I59+-IJ H-8589-1.28E5L" I),82L5+2,49E52,292-.5++)+8)/A)8292)," E5-L2,4" -,L 75.)I29:)/9E52,5+92-.,-724-92), 8:895K<Y)+5-.2d59E545)K-4,592IK-9IE2,4" 9E5-//2,5K)L5.A-N +-K595+8H5+55892K-95L *82,4Y-:.)+1 8/)+K*.-" -,L 9E5, c+):L5,1 8295+-92), H-8A5+/)+K5L<YE55]A5+2K5,9-.+5N 8*.988E)H9E-99E5K-9IE2,45++)+)/9E5A+)A)85L -.4)+29EK 1-85L ), -//2,5A-+-K595+5892K-92), 28!FB"F K -,L 9E5I)KA*9-92), 92K528$%BF K8<YE5+5/)+5" 9E5A+)A)85L -.4)+29EKI-, 5//5I9275.:2KA+)759E5K-9IE2,4-II*+-I: -,L +5-.N92K5A5+/)+K-,I5< =/36,#-1%45)K-4,592IK-9IE2,4# 45)K-4,592I,-724-92),# 2,5+92-.,-724-92),# 2,954+-95L ,-724-92),# -//2,5K)LN 5.# A-+-K595+5892K-92),# 295+-9275I)KA*9-92),# K-9IE2,4-II*+-I:# +5-.N92K5A5+/)+K-,I5
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