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全张量多特征融合的重力梯度辅助导航匹配区选择准则研究
| 论文题名： | 全张量多特征融合的重力梯度辅助导航匹配区选择准则研究 |
| 关键词： | 重力梯度;地磁辅助导航;匹配区选择;全张量;多特征融合;惯性导航系统 |
| 摘要： | 惯性导航系统(INS)作为无源自主导航的常用导航设备是水下潜器的必备系统。但是，惯性导航系统由于陀螺的漂移，其系统误差会随时间累积。为了保证水下潜器的隐蔽性，有必要采用其他无源导航方式进行惯导系统的辅助导航。 利用地球自有的物理场来辅助导航是一种无源的导航方法。地磁辅助导航和重力辅助导航是其中两个重要研究方向。要实现地磁辅助导航，必须从磁场传感器的测量数据中补偿水下潜器的干扰磁场，否则精度无法得到保证;重力测量会受到载体运动等外部因素的影响;而重力梯度的测量不受水下潜器机动性能的制约，重力梯度辅助导航作为一种无源的自主导航方式越来越受到关注。 参考图是重力梯度辅助导航技术的三要素之一，而地球海洋环境复杂，有必要充分利用重力梯度全张量进行多特征信息融合，获得匹配区选择准则，从而获得合适的匹配区，有效提高辅助导航系统的定位精度。 本文进行了全张量多特征融合的重力梯度匹配区选择准则的研究。首先，介绍了重力及重力梯度的概念、重力梯度正演方法以及全张量重力梯度多特征参数，提取并分析了全张量基准图的多特征参数。 然后，对全张量重力梯度5个独立分量信息的多个特征参数进行提取和统计，分析了特征参数对匹配性能的影响，并以此提出全张量多特征融合的匹配区选择准则。仿真结果表明:在利用该准则划分的匹配区内，导航匹配率可达到90％以上。 最后，基于支持向量机的方法，运用K-fold交叉验证法和格网寻优法得到最优支持向量机模型参数，进行了全张量多特征融合的重力梯度匹配区选择准则的研究。仿真结果表明:在基于支持向量机的匹配区选择准则划分的匹配区内，导航匹配率可达到95％，提高导航的精度。 |
| 作者： | 唐剑桥 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 熊凌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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