【技术实现步骤摘要】
一种PSO
‑
SITAN双模式重力匹配组合导航方法
[0001]本专利技术涉及飞行器导航领域，具体涉及一种
PSO
‑
SITAN
双模式重力匹配组合导航方法
。
技术介绍
[0002]重力匹配导航是通过重力敏感器探测地球附近单点或多点重力场特征，在预先制作的重力场特征地图上寻找与敏感器探测的特征最匹配的点，确定探测点在地图上的位置，实现载体定位的一种导航方法
。
重力匹配导航具备导航信息源稳定，隐蔽性高，不需要向外界发送或接收无线电信号等优点
。
目前已在潜艇
、
舰船上得到应用，未来随着设备小型化和测量精度提高，在航空器和临近空间飞行器上具有广阔的应用前景
。
[0003]重力特征地图总体上是多极值
、
强非线性的，传统的线性化方法，以
SITAN
算法为例，计算速度快且精度高，但在地图非线性度高时匹配可靠性显著降低
。
集群智能搜索算法，以粒子群算法
(Particle Swarm Optimization
，
PSO)
为例，则面临计算复杂，时效性差的问题
。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种
PSO
‑
SITAN
双模式重力匹配组合导航方法
。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种
PSO
‑
SITAN
双模式重力匹配组合导航方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
惯导系统初始化并进行姿态
、
速度和位置更新；组合导航系统进行时间更新，输出载体的位置以及组合导航系统对载体位置误差方差的估计；
S2、
构造拟合平面判断载体所处的地图线性程度是否可以使用
SITAN
线性化方法进行重力匹配定位，若是则利用
SITAN
引力梯度匹配算法对载体进行位置跟踪，若否则利用
PSO
引力梯度匹配算法对载体进行位置捕获，并分别输出匹配位置；
S3、
匹配点和采样点的误差判断匹配的正确性，隔离并舍弃错误匹配结果；
S4、
利用正确匹配结果进行组合导航系统的量测更新，校正惯性导航位置
。2.
根据权利要求1所述的一种
PSO
‑
SITAN
双模式重力匹配组合导航方法，其特征在于，所述
S2
中判断组合导航系统地图的线性度采用九点平面拟合法判断：
S201、
以惯导指示的位置位
(x0，
y0)
为中心，组合导航误差误差方差
P
k
阵指示位置误差1倍标准差为
(
Δ
x
，
Δ
y)
，以
(
Δ
x
，
Δ
y)
为步长，取九个采样点拟合一个平面，采样点表示为：
b1＝
b(x0‑
Δ
x
，
y0‑
Δ
y)b2＝
b(x0，
y0‑
Δ
y)b3＝
b(x0+
Δ
x
，
y0‑
Δ
y)b4＝
b(x0‑
Δ
x
，
y0)b5＝
b(x0，
y0)b6＝
b(x0+
Δ
x
，
y0)b7＝
b(x0‑
Δ
x
，
y0+
Δ
y)b8＝
b(x0，
y0+
Δ
y)b9＝
b(x0+
Δ
x
，
y0+
Δ
y)
其中
b(x
，
y)
表示地图上的点
(x
，
y)
对应的引力梯度值
。S202、
根据9个采样点的数据构造拟合平面，根据所拟合的平面预测采样点附近的引力梯度变化趋势，其中拟合平面表示为：
b(x
，
y)
＝
a+h
x
(x
‑
x0)+h
y
(y
‑
y0)
其中，其中
h
x
、h
y
通过采样点
b1到
b9的引力梯度计算得到：
S203、
以
x、y
两个方向上的引力梯度
Γ
xx
、
Γ
yy
作为
S202
中的引力梯度分别构造平面，表示为：
S204、
判断该区域地图是否适合平面拟合，判据如下
判据1：
Δ
x
＞
10km
或
Δ
y
＞
10km
其中，
(x0，
y0)
为惯性导航指示的位置，
(
Δ
x
，
Δ
y)
为误差方差阵给出的位置误差的1倍标准差；判据2：
b(x
，
y)
表示地图上的点
(x
，
y)
对应的引力梯度值；
R
b
为平面极差：
R
b
＝
max{b
i
}
‑
min{b
i
}
，
(i
＝1，2，
…
，
9)b
i
为第
i
个采样点，
max{b
i
}
为
b1、b2…
b9中最大值，
max{b
i
}
为
b1、b2…
b9中最小值；判据3：其中，
|V
b
|
为引力梯度测量噪声
、
为飞行器实际位置观测到的引力梯度值；若上述判据公式任意一项成立，则利用引力梯度匹配算法对载体进行位置捕获；若均不成立，则利用引力梯度匹配算法对载体进行位置跟踪
。3.
根据权利要求1所述的一种
PSO
‑
SITAN
双模式重力匹...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，曾诚之，王志颖，梁文超，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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