基于銫光泵磁力儀和ICCP算法的水下地磁輔助導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、我國現(xiàn)階段的水下導(dǎo)航主要是慣性導(dǎo)航。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)完全自主導(dǎo)航,但是其誤差會(huì)隨時(shí)間積累,因此,為了保持系統(tǒng)的高精度,就需要其他的導(dǎo)航方式加以輔助。
　　地磁場(chǎng)是地球自身的固有場(chǎng),而且是一個(gè)矢量場(chǎng),同時(shí)是一個(gè)與空間各點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)。也就是說,地球空間上的任意一點(diǎn)都會(huì)有一個(gè)與其唯一對(duì)應(yīng)的地磁矢量值。這就為地磁導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)提供了一種可能。同時(shí),地磁場(chǎng)輔助導(dǎo)航相對(duì)于其他輔助導(dǎo)航具有明顯的優(yōu)勢(shì)。這樣研究地磁輔助導(dǎo)航具有很重

2、要的作用和意義。
　　本文以圖形匹配算法中的ICP(IterativeClosestPoint)算法為基礎(chǔ),分析地磁匹配的新算法ICCP(IterativeClosestContourPoint)使用過程中的關(guān)鍵技術(shù),給出了數(shù)學(xué)模型和詳細(xì)的數(shù)學(xué)表達(dá)式,通過松花湖水下地磁輔助導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型和算法的可行性。論文主要工作包括:
　　首先,研究ICCP算法中獲取最近等值線點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。最近等值線點(diǎn)的提取是關(guān)系到ICCP算法的匹配

3、結(jié)果的精度。通過理論分析,提出并建立了一種快速提取最近等值線點(diǎn)的模型,并給出了相應(yīng)的理論公式。
　　其次,詳細(xì)分析了克里金插值法用于繪制局部地磁圖的原理以及一般的過程,并通過克里金插值法繪制了實(shí)驗(yàn)水域的局部地磁圖。
　　最后,提出了以地磁熵和地磁差異熵作為ICCP算法地磁導(dǎo)航區(qū)域的選取標(biāo)準(zhǔn),并進(jìn)行的相應(yīng)的松花湖水下試驗(yàn)。水下實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:地磁熵和地磁差異熵可以作為輔助導(dǎo)航區(qū)域選取的標(biāo)準(zhǔn);在適合的選取區(qū)域內(nèi),ICCP算法在地磁