基于全張量重力梯度的水下導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、利用重力場(chǎng)信息進(jìn)行水下輔助導(dǎo)航是一種新型的水下無源導(dǎo)航技術(shù),已逐漸成為目前研究熱點(diǎn)之一。重力梯度儀、重力梯度基準(zhǔn)圖和匹配算法是重力梯度輔助導(dǎo)航的三要素,而航路規(guī)劃和適配區(qū)選擇是重力梯度輔助導(dǎo)航技術(shù)中的相關(guān)工作,因此本論文對(duì)全張量重力梯度輔助導(dǎo)航技術(shù)做了如下工作:
　　首先,介紹了重力梯度基準(zhǔn)圖的制備方法。重力梯度基準(zhǔn)圖是重力梯度輔助導(dǎo)航不可或缺的重要組成部分,國際上已有高精度重力梯度儀,但由于實(shí)測(cè)重力梯度數(shù)據(jù)代價(jià)太高,且某些區(qū)域無

2、法實(shí)地測(cè)量,目前沒有覆蓋全球范圍的高精度重力梯度基準(zhǔn)圖,但我國擁有全球高精度的地形數(shù)據(jù),因此本論文介紹了基于球諧模型展開和基于地形高程正演的重力梯度基準(zhǔn)圖制備方法,并討論了密度因素對(duì)其制備結(jié)果的影響。
　　其次,介紹了重力梯度特征和適配區(qū)選擇的方法。海底地形環(huán)境復(fù)雜,對(duì)重力梯度特征進(jìn)行提取和分析能從中找到特征明顯的區(qū)域,有助于提高重力梯度輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度。本論文提取了全張量重力梯度的均值、方差、能量和熵信息特征,并根據(jù)某一重

3、力梯度基準(zhǔn)圖特征信息和匹配效果,提出該基準(zhǔn)圖適配區(qū)選擇的準(zhǔn)則;而為了提高適配區(qū)選擇的泛化能力,因此利用支持向量機(jī)進(jìn)行了適配區(qū)的選擇。
　　最后,根據(jù)適配區(qū)和非適配區(qū)兩種不同的情況,提出了一種將適配區(qū)選擇和目標(biāo)探測(cè)同時(shí)考慮的水下動(dòng)態(tài)航路規(guī)劃的方法。適配區(qū)內(nèi)特征明顯,導(dǎo)航定位精度高,而特征明顯的適配區(qū)往往地形復(fù)雜,可能存在暗礁;而在非適配區(qū),需要進(jìn)行濾波跟蹤策略進(jìn)行導(dǎo)航定位,也會(huì)遇到小的暗礁或其他移動(dòng)的潛器,因此,水下動(dòng)態(tài)航路規(guī)劃不僅