一种重磁场组合导航算法制造技术

本发明专利技术公开了一种重磁场组合导航算法，先建立地磁数据库及信息处理模块，所述地磁数据库用于向地磁图匹配系统提供地磁图数据，所述信息处理模块采用插值方法完成地磁实测数据的内插计算，运用地磁图匹配导航算法完成导航和定位任务，本方法分析了重力匹配导航的关键技术并与地磁匹配导航，提出了简单组合方和深组合两种组合方式，重力/磁力匹配导航具有自主性强、隐蔽性好以及定位精度稳定等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种重磁场组合导航算法
本专利技术属于导航定位
，具体涉及一种重磁场组合导航算法。
技术介绍
导航定位技术在现代生活中已经变得不可或缺，无论是在军用领域还是民用领域都发挥了越来越重要的作用，但是通常的导航手段不能在一些特殊的环境中单独使用，或者说单独使用时不能获得足够高的精度，甚至在某些特殊的地方有些导航定位技术不可用。因此，为了实现无缝、高精度的导航，就需要其它辅助导航技术。地磁导航通过载体携带的地磁传感器实时测量载体所在位置的地磁场参数，再把实时的地磁场参数与事先存储在计算机中的地磁场数据库进行匹配，从而得到载体的导航信息，现已成功应用于近地卫星姿态控制、运动载体的导航，并呈现出与卫星导航、惯性导航一起，实现优化组合导航的发展趋势。20世纪60年代，国外提出了地磁匹配导航的概念，前苏联于1974-1976年进行了实测数据的离线实验；2003年8月，美国国防部宣称他们研制成功了纯地磁导航系统，地面和空中定位精度优于30m、水下定位精度优于500m；俄罗斯SS-19导弹采用地磁等高线制导方式做机动变轨，使得导弹沿大气层边缘近乎水平地飞行，从而增强了导弹的突防能力。现有技术存在以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重磁场组合导航算法，其特征在于：先建立地磁数据库及信息处理模块，所述地磁数据库用于向地磁图匹配系统提供地磁图数据，所述信息处理模块采用插值方法完成地磁实测数据的内插计算，运用地磁图匹配导航算法完成导航和定位任务，所述导航算法包括以下步骤：S1、建立地磁场模型，根据所述磁场模型构建基于MF7磁异常场模型的1.5′×1.5′区域地磁数据库；S2、利用基于克吕格插值算法对地磁图进行重构，对多个测量点进行匹配，在所述地磁数据库中找到与测量点地磁参数的匹配点，其中，测点与插值点的变异函数为：

【技术特征摘要】
1.一种重磁场组合导航算法，其特征在于：先建立地磁数据库及信息处理模块，所述地磁数据库用于向地磁图匹配系统提供地磁图数据，所述信息处理模块采用插值方法完成地磁实测数据的内插计算，运用地磁图匹配导航算法完成导航和定位任务，所述导航算法包括以下步骤：S1、建立地磁场模型，根据所述磁场模型构建基于MF7磁异常场模型的1.5′×1.5′区域地磁数据库；S2、利用基于克吕格插值算法对地磁图进行重构，对多个测量点进行匹配，在所述地磁数据库中找到与测量点地磁参数的匹配点，其中，测点与插值点的变异函数为：其中：h为距离滞后矢量；Z(x)为在位置x处的实测值；Z(x，h)为距离位置x偏离h处的实测值；S3、建立基于遗传、粒子群和蚁群算法的地磁匹配导航算法；S4、构件地磁匹配与重力匹配的组合导航。2.根据权利要求1所述的一种重磁场组合导航算法，其特征在于，步骤S1中，地磁场是地理坐标(θ，λ)的函数，根据地理坐标(θ，λ)唯一确定的地球磁场表达式为：其中，X(θ，λ)为地磁场强度的X分量，Y(θ，λ)为地磁场强度的Y分量，Z(θ，λ)为地磁场强度的Z分量，m和n为变化指数，p为复合高斯系数，q为复合高斯系数，θ为余纬，λ为经度。3.根据权利要求1所述的一种重磁场组合导航算法，其特征在于，步骤S2中，确定地球近地空间内地磁场矢量与测量点地磁场矢量具有最高的相似程度的匹配点，用夹角δ或距离||ε||表示两个矢量之间的相似程度，||ε||最小为零时两个矢量完全相同，当||ε||小于某一个值时，认为匹配成功。4.根据权利要求3所述的一种重磁场组合导航算法，其特征在于：选用平均绝对差法作为评价相似程度的标准，衡量标准在多测量点匹配的情况下表示如下：其中，xu，v+i为试验位置(u，v)周围参考区域的第i个点的磁场矢量；yi为测量第i个点的磁场测量值；N表示相关处理的数据总数；D表示相关函数值；D(u，v)出现极小值时表示两个模型匹配。5.根据权利要求1所述的一种重磁场组合导航算法，其特征在于，步骤S3中，基于遗传算法的地磁匹配导航算法具体步骤如下：S311、初始化：以惯性导航提供的参考位置为基准，在可行域内产生n个个体组成初始群体；S312、计算适应度值：计算群体中每个个体的适应度值，每个个体与测量数据序列的JCOR作为个体的适应度值；S313、优选：根据每个个体的适应度值进行选择，适应度值大的个体被保留，适应度值小的被去除，保留群体的二分之一作为优秀个体；S314、交叉变异：对每两个相邻的适应度值对应的个体进行对应求加权平均，根据适应度值的大小对其对应的个体赋以不同的权，然后再对整个保留下来的个体做加权平均作为N个个体中的最后一个；S315、判断是否满足停止迭代的条件，如果不满足条件就转至步骤S312，如果满足就去执行步骤S316；S316、输出最优解：满足停止条件的就是最优解，并通过解码作为遗传算法的解输出。6.根据权利要求1所述的一种重磁场组合导航算法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：田亮，韩少红，赵俊，赵德军，
申请(专利权)人：田亮，
类型：发明
国别省市：陕西,61