【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋探勘，具体涉及一种基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法及系统。
技术介绍
1、海洋资源勘探是指在海洋领域内，通过科学的方法和技术手段，寻找和评估海洋中各类资源的过程。这包括但不限于石油、天然气、可再生资源（如风能、太阳能）、以及海洋生物资源等。海洋资源勘探的重要性体现在它是开发和利用海洋资源的基础，对国家的能源安全、经济发展和生态文明建设都有着举足轻重的影响。
2、在海洋资源勘探中，精确定位与跟踪系统是至关重要的，它们帮助确定资源的位置、监测勘探设备的状态，并确保操作的安全和效率。
3、目前，常用的定位技术有：gnss（global navigation satellite system，全球卫星导航系统）定位和惯性导航定位，以及gnss定位和惯性导航定位的融合定位方法；由于gnss信号容易水深的影响，勘探设备在水下无法提供连续的gnss定位服务，而惯性导航定位会随着gnss信号丢失时长的增加而积累误差较大，无法在水下提供准确的定位服务。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法及系统，用以解决现有的定位方法无法在水下提供准确的定位服务的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，所述方法包括：
4、获取海洋探测载体的声纳数据，根据声纳数据确定海洋探测载体所处的当前深度；
6、基于滤波算法对卫星定位位置和第一惯性位置进行处理，得到误差估计值，以误差估计值对第一惯性位置进行修正，得到海洋探测载体在当前深度的第一实际位置；
7、记录预设时长内的多个误差估计值，根据预设时长内的多个误差估计值确定误差估计变化值；
8、在海洋探测载体所处的当前深度达到预设深度后，获取地磁测量值和第二惯性位置；
9、以误差估计变化值对第二惯性位置进行初步修正，基于初步修正后的第二惯性位置和地磁测量值，确定二次修正量，基于二次修正量和初步修正后的第二惯性位置，确定海洋探测载体在当前深度的第二实际位置。
10、优选地，所述滤波算法为卡尔曼滤波算法，基于滤波算法对卫星定位位置和第一惯性位置进行处理，得到误差估计值，以误差估计值对第一惯性位置进行修正，得到海洋探测载体在当前深度的第一实际位置，包括：
11、以第一惯性位置作为卡尔曼滤波算法的观测量，以卫星定位位置作为卡尔曼滤波模型的状态量，预测误差状态量的误差估计值；
12、根据误差状态量的误差估计值对第一惯性位置进行修正，得到修正后的第一惯性位置，以修正后的第一惯性位置作为海洋探测载体在当前深度的第一实际位置。
13、优选地，基于初步修正后的第二惯性位置和地磁测量值，确定二次修正量，包括：
14、以初步修正后的第二惯性位置为基准构建预估区域；
15、对预估区域进行网格化分化，若干网格，确定各网格的中心地磁基准值和各网格的中心到初步修正后的第二惯性位置之间的距离；
16、根据地磁测量值和各网格的中心地磁基准值，计算真实位置落入各网格中的分布概率；
17、根据各网格的中心到初步修正后的第二惯性位置之间的距离和真实位置落入各网格中的分布概率，确定二次修正量。
18、优选地，根据地磁测量值和各网格的中心地磁基准值，计算真实位置落入各网格中的分布概率，包括：
19、基于地磁测量值和各网格的中心地磁基准值，计算地磁正态分布概率，所述地磁正态分布概率用于表征真实位置落入到任意网格中时，该网格对应的地磁基准值为地磁测量值的概率；
20、基于网格的数量，计算各网格的初始概率；
21、基于初始概率和地磁正态分布概率，计算各网格的输出概率；
22、根据各网格的输出概率，计算评价指数；判断评价指数是否达到预设阈值，当评价指数达到预设阈值时，以各网格的输出概率作为真实位置落入各网格中的分布概率；
23、当评价指数未达到预设阈值时，以各网格的输出概率作为各网格的新的初始概率，重复执行基于初始概率和地磁正态分布概率，计算各网格的输出概率；根据各网格的输出概率，计算评价指数；直至评价指数达到预设阈值时，以达到预设阈值时的评价指数所对应的各网格的输出概率作为真实位置落入各网格中的分布概率。
24、优选地，所述各网格的输出概率的计算表达式为：
25、；
26、式中，为预估区域的第 i行和第 j列的网格的输出概率，为预估区域的第 i行和第 j列的网格， i为网格的行总数， j为网格的列总数， i和 j均为奇数，为地磁正态分布概率， g为地磁测量值，为预估区域的第 i行和第 j列的网格初始概率，其中，。
27、优选地，所述地磁正态分布概率的计算表达式为：
28、；
29、式中，为地磁正态分布概率，为预估区域的第 i行和第 j列的网格，g为地磁测量值，为预估区域的第 i行和第 j列的网格的中心地磁基准值，为第一系数，为第二系数，e为自然底数。
30、优选地，所述海洋探测载体在当前深度的第二实际位置的计算表达式为：
31、；
32、式中，为海洋探测载体在当前深度的第二实际位置，为第二惯性位置，为预估区域的第 i行和第 j列的网格的中心到初步修正后的第二惯性位置之间的距离，为误差估计变化值，为二次修正量。
33、优选地，所述海洋探测载体上搭载有惯性测量单元，所述第一惯性位置和第二惯性位置均由惯性测量单元确定，所述惯性测量单元包括：加速度计和陀螺仪，所述加速度计用于实时采集海洋探测载体的加速度值，所述陀螺仪用于实时采集海洋探测载体的角速度值。
34、优选地，所述海洋探测载体上搭载有发射式声纳探头和若干接收式声纳探头，所述声纳数据包括：若干接收式声纳探头接收到的第二回波信号；
35、获取海洋探测载体的声纳数据，根据声纳数据确定海洋探测载体所处的当前深度，包括：
36、获取海洋探测载体的当前姿态，根据当前姿态确定各接收式声纳探头分别与发射式声纳探头在垂直方向上的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述滤波算法为卡尔曼滤波算法，基于滤波算法对卫星定位位置和第一惯性位置进行处理，得到误差估计值，以误差估计值对第一惯性位置进行修正，得到海洋探测载体在当前深度的第一实际位置，包括：
3.根据权利要求1所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，基于初步修正后的第二惯性位置和地磁测量值，确定二次修正量，包括：
4.根据权利要求3所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，根据地磁测量值和各网格的中心地磁基准值，计算真实位置落入各网格中的分布概率，包括：
5.根据权利要求4所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述各网格的输出概率的计算表达式为：
6.根据权利要求5所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述地磁正态分布概率的计算表达式为：
7.根据权利要求6所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述海洋探
8.根据权利要求1所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述海洋探测载体上搭载有惯性测量单元，所述第一惯性位置和第二惯性位置均由惯性测量单元确定，所述惯性测量单元包括：加速度计和陀螺仪，所述加速度计用于实时采集海洋探测载体的加速度值，所述陀螺仪用于实时采集海洋探测载体的角速度值。
9.根据权利要求1所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述海洋探测载体上搭载有发射式声纳探头和若干接收式声纳探头，所述声纳数据包括：若干接收式声纳探头接收到的第二回波信号；
10.一种基于惯性导航的海洋资源勘探定位系统，所述系统用于实现权利要求1-9中任一项所述基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述滤波算法为卡尔曼滤波算法，基于滤波算法对卫星定位位置和第一惯性位置进行处理，得到误差估计值，以误差估计值对第一惯性位置进行修正，得到海洋探测载体在当前深度的第一实际位置，包括：
3.根据权利要求1所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，基于初步修正后的第二惯性位置和地磁测量值，确定二次修正量，包括：
4.根据权利要求3所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，根据地磁测量值和各网格的中心地磁基准值，计算真实位置落入各网格中的分布概率，包括：
5.根据权利要求4所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于，所述各网格的输出概率的计算表达式为：
6.根据权利要求5所述的基于惯性导航的海洋资源勘探定位方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓峰，张帅，
申请(专利权)人：北京中航天佑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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