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基于铯光泵磁力仪和ICCP算法的水下地磁辅助导航实验研究
| 论文题名： | 基于铯光泵磁力仪和ICCP算法的水下地磁辅助导航实验研究 |
| 关键词： | 地磁匹配导航;铯光泵磁力仪;ICCP算法;选取标准 |
| 摘要： | 我国现阶段的水下导航主要是惯性导航。惯性导航系统在一定时间内能够实现完全自主导航,但是其误差会随时间积累,因此,为了保持系统的高精度,就需要其他的导航方式加以辅助。 地磁场是地球自身的固有场,而且是一个矢量场,同时是一个与空间各点一一对应的函数。也就是说,地球空间上的任意一点都会有一个与其唯一对应的地磁矢量值。这就为地磁导航的实现提供了一种可能。同时,地磁场辅助导航相对于其他辅助导航具有明显的优势。这样研究地磁辅助导航具有很重要的作用和意义。 本文以图形匹配算法中的ICP(IterativeClosestPoint)算法为基础,分析地磁匹配的新算法ICCP(IterativeClosestContourPoint)使用过程中的关键技术,给出了数学模型和详细的数学表达式,通过松花湖水下地磁辅助导航实验验证了模型和算法的可行性。论文主要工作包括: 首先,研究ICCP算法中获取最近等值线点的关键技术。最近等值线点的提取是关系到ICCP算法的匹配结果的精度。通过理论分析,提出并建立了一种快速提取最近等值线点的模型,并给出了相应的理论公式。 其次,详细分析了克里金插值法用于绘制局部地磁图的原理以及一般的过程,并通过克里金插值法绘制了实验水域的局部地磁图。 最后,提出了以地磁熵和地磁差异熵作为ICCP算法地磁导航区域的选取标准,并进行的相应的松花湖水下试验。水下实验结果表明:地磁熵和地磁差异熵可以作为辅助导航区域选取的标准;在适合的选取区域内,ICCP算法在地磁辅助导航过程中能够很好的修正惯性导航的积累误差。这对地磁辅助导航研究提供了参考。 |
| 作者： | 樊黎明 |
| 专业： | 光学工程 |
| 导师： | 康崇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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