地磁導(dǎo)航算法研究.pdf

1、地磁導(dǎo)航具有自主性強(qiáng),隱蔽性好,不被地形、氣候和位置等條件束縛,可進(jìn)行全地域以及全天候?qū)Ш降奶攸c(diǎn),在軍事上具有重要的應(yīng)用前景。本文針對地磁導(dǎo)航中的地磁場模型建立、地磁測量傳感器標(biāo)定、地磁場匹配算法以及組合導(dǎo)航系統(tǒng)濾波等問題進(jìn)行了研究,所做的主要工作包括:
　　1.對地磁場的模型進(jìn)行分析,介紹了地磁場場源及其要素,以此為基礎(chǔ),為后文提出系統(tǒng)觀測模型打下了基礎(chǔ)。為解決地磁場傳感器的三軸不完全正交、電氣特性不完全對稱的問題,文章給出了對

2、其進(jìn)行標(biāo)定的算法和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案。
　　2.分析了兩種常規(guī)的地磁匹配算法——ICCP和MAGCOM算法的特點(diǎn),并進(jìn)行了仿真。通過仿真得出,雖然MAGCOM算法計算簡單,運(yùn)算速度高,但其精度較差,無法對航向誤差進(jìn)行修正;而ICCP算法具有更好的精度,能夠?qū)较蛘`差進(jìn)行校正處理,但其使用條件苛刻,要求初始誤差不能夠太大,否則會引起匹配失效,且可能陷入局部最優(yōu)。上述兩種方法均存在航跡誤差累積的情況,而且會導(dǎo)致時間上的遲后,為此,本文又提

3、出了一種以等高線相交為條件的重力和地磁場相組合的定位方法,通過仿真,表明該方法能夠很好的克服傳統(tǒng)算法的不足,具有良好的定位效果。
　　3.討論了組合導(dǎo)航的濾波算法設(shè)計問題。首先研究了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的力學(xué)編排和位置誤差模型、地磁場強(qiáng)度矢量誤差模型的建立問題,結(jié)合慣導(dǎo)系統(tǒng)的狀態(tài)方程,推導(dǎo)出系統(tǒng)的位置觀測方程,最終得出組合導(dǎo)航的狀態(tài)空間模型。其次,給出了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波和無跡粒子濾波的兩種組合導(dǎo)航濾波方法,并對其進(jìn)行了仿真和對比,得出擴(kuò)