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原文传递水下地磁辅助导航研究

论文题名：	水下地磁辅助导航研究
关键词：	地磁场模型;惯性导航系统;水下航行器;辅助导航;高精度;泰勒多项式模型;匹配算法;关键技术;地球物理信息;导航方式;距离幂次反比法;地磁图;等值线;多项式插值;组合导航;制约因素;优化结果;研究方向;时间限制;三维模型
摘要：	水下航行器的导航系统是水下航行器的主要技术问题,导航系统的精度及其实时性、连续性是影响水下航行器能否较好完成指定任务的关键因素。惯性导航系统是主要的水下自主导航方式,但是其价格、精度都成为制约因素,利用地球物理信息如地形、重力场、地磁场等辅助惯性导航是实现高精度、全天候导航的理想途径。水下地磁导航具有无源性、精度高、不受时间限制、无需升出水面、隐蔽性强、完全自主等优点,是水下航行器较理想的辅助导航手段。　　本论文首先对水下导航方式进行简单的介绍,阐述了惯性导航、声学导航、地球物理导航和组合导航的发展现状以及存在的问题,在此基础上将水下地磁信息辅助惯性导航作为主要研究方向,分析了地磁辅助导航的关键技术:地磁场模型的建立、匹配地磁图的生成和匹配算法。　　然后对水下局部区域地磁场建立了二维泰勒多项式模型,对泰勒多项式的建模原理和步骤进行全面的论述,并将位场延拓技术应用于水下地磁场的建模,完成了水下地磁场三维模型的建立;针对水下地磁匹配的高精度要求,采用多项式插值、距离幂次反比法和克立格法分别对地磁图进行优化,比较其优化结果并对上述方法提出改进措施。　　最后对水下地磁辅助导航的图形匹配算法进行了深入的研究,介绍了其基本原理和流程,把等值线提取、等值线上最近点的寻找和刚性变换作为该方法的关键技术进行全面的分析,并对该方法的防误迭代提出了解决措施,通过仿真程序的设计及仿真结果的实现,验证了水下地磁辅助导航相对于参考导航系统的优越性,对地磁匹配所能提高的导航精度进行了定量分析。
作者：	徐锋
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	徐玉如
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文