地磁匹配双等值线算法仿真研究

地磁场数据的缓变特性导致地磁匹配等值线(Iterative Closet Contour Point,ICCP)算法存在着局限性,针对这种情况,在对地磁场数据特征量交叉特性研究的基础上,提出了适合地磁场数据的地磁匹配双等值线(Dual Iterative Closet Contour Point,DICCP)算法,建立了算法的模型,并对算法的粗匹配和精匹配过程进行了仿真研究,仿真结果证实了算法的有效性,特别是在降低对INS精度要求时,能够得到比ICCP算法更高的匹配精度。

迭代最近等值线算法在水下地形辅助惯性导航中的应用

迭代最近等值线算法是一种重要的匹配导航算法,文中首先介绍了算法的基本原理,随后在某区域真实地形数据库的基础上,利用迭代最近等值线算法进行仿真计算得到最佳匹配位置。并提出将匹配位置误差作为观测量,用Kalman滤波对惯导系统误差进行最优估计。由最后的仿真结果可以看出,迭代最近等值线算法可有效抑制惯导纬度误差的增长。

等值线匹配算法的地形适应性研究

地形辅助导航匹配算法的性能直接由地形特征所决定,因此,建立地形特征参数与匹配算法精度之间的定量关系不仅是判断匹配性能的需要,也是进行航迹规划的基础。本文以ICCP算法为研究对象,首先,运用聚类和回归分析方法挑选出6个与匹配精度密切相关的参数;然后,采用多重回归、二项Logistics回归和判别分析等三种方法分别得到匹配精度与地形特征之间的定量关系,其中多重回归分析得到的是匹配精度与地形特征参数之间的精确对应关系,而二项Logistics回归和判别分析则是建立误差类别与地形特征参数之间的关系。仿真结果表明,多重回归预测精度基本与实际匹配精度一致,但在少数样本点偏差较大;二项Logistics回归和判别分析的正确判断概率均优于90%。

面向海底成图基于DTM边界的等值线充填算法

提出一种基于DTM边界线的等值线矢量彩色充填图算法 .算法在处理奇异格网点基础上跟踪并存储DTM边界线 ,通过边界点阵快速建立非封闭等值线与边界线间的双向联系 ,基于边界线建立非封闭等值线间的拓扑关系并顺序跟踪封闭多边形 ,通过多边形最小扩展框和转角法 (或射线法 )建立多边形间的嵌套关系 .该算法已成功应用于海量多波束数据成图系统MBChart。

等值线生成算法及其在环境影响仿真中的应用

结合等值线的特性深入讨论了等值线追踪原理和生成算法 ,并将其应用到环境影响仿真评价中 。

基于半实物仿真的地磁导航等值线匹配算法评估

影响地磁导航匹配算法性能的因素很多,而现阶段算法的评估完全依靠计算机仿真,其可信性有待进一步验证.以等值线(ICCP)算法为研究对象,首先从理论上分析影响算法性能的因素;然后搭建了地磁匹配导航半实物仿真系统,通过引入磁场仿真环境和磁传感器,提高了仿真的可信度;最后从测量噪声、匹配长度、匹配区域和惯导误差4个方面对ICCP匹配算法的性能进行半实物仿真试验分析.仿真结果表明,通过半实物仿真试验可以对算法的抗干扰性、算法匹配长度的确定、匹配区域的选择以及惯导误差的影响做出有效评估,从而推动地磁匹配导航及匹配算法的工程化进程.

整体变形分析的等值线法及其生成算法与实例

针对单点变形分析的局限性提出了整体变形分析的等值线法。在现有四边形和三角形等值点追踪算法的基础上,提出了基于线段的等值点追踪算法,介绍了该算法的步骤;描述了用样条磨光—盈亏修正方法进行光滑插值的步骤,并对插值精度、有效性和适用范围进行了实例分析。以东江大坝水平位移监测数据生成的等值线为例,用等值线法分析大坝整体位移,可以发现单点分析方法不能发现的异常,全面地了解坝体变形现象。

基于平衡二叉树的动态搜索圆等值线模型算法

提高计算速度是数字等值线模型算法所面临的主要问题。传统的算法中,当采样点数量大时,对于一插值计算点,参加计算的采样点的确定非常费时。利用平衡二叉树对传统的数字等值线模型算法进行改进,设计了一种新的算法,给出了改进算法的形式化描述,根据新算法编制了相应的程序,并进行了实际应用。结果表明,其新的算法对提高建立数字等值线模型的计算速度效果显著,并随计算点数目的增加效果更加显著。

基于Kriging插值的等值线生成算法研究

本文提出了一种基于Kriging插值的等值线生成算法,其基本思想是对满足条件的种子点利用Kriging插值方法进行计算,得到网格数据,最后追踪插值产生的网格数据生成等值线。本算法已通过实际数据验证了其可行性。

一种基于二次等参单元的等值线图生成算法

本文提出了一种基于二次等参单元的等值线图生成算法 .该算法根据有限元法将整个区域分割成多个互相连续的二次等参单元 ,通过生成每个等参单元内的等值线 ,进而生成整个区域内的等值线 .

地磁导航系统中等值线的提取及应用

地磁导航系统采用等值线最近点迭代算法达到最终匹配定位的目的,等值线最近点迭代算法是在等值线的基础上实现的,因此,等值线的提取是实现地磁导航的"必经之路"。文中介绍了常用的两种等值线提取方法,即线性插值方法和等值线延伸寻找最近点法,其中前者的计算量大,实时匹配效果差,而后者能在地磁匹配过程中快速提取匹配需要的等值线。此外,文中还给出了地磁等值线图层在基于电子海图显示信息系统的地磁导航系统中的生成和添加方法。

基于三角网剖分的等值线追踪方案研究

对离散数据场网格剖分进行了研究,针对现有Delaunay三角形剖分算法的缺陷对其进行速度、性能优化,同时设计了完善的等值线追踪算法。实例证明了改进算法的可行性,同时在速度上得到了显著的提高。

实时ICCP算法重力匹配仿真

利用地球物理场进行辅助匹配导航是组合导航技术研究领域的新方向,该技术为水下潜器无源定位提供新的手段。迭代最近等值线算法作为重要的匹配导航算法之一,但存在实时性不强、搜索速度慢等缺点。考虑到以上两方面缺点,采用固定初始序列长度的方式对算法采样结构进行改善并推导出单点迭代公式,同时采用滑动窗搜索方式缩小搜索范围提高算法速度,最终实现实时ICCP算法设计。基于MATLAB平台下实现了实时ICCP算法重力匹配仿真系统,仿真系统采用0.4′×0.4′重力异常数据库。由仿真结果可以看出,该实时ICCP算法能够实现单点迭代,匹配结果能实时跟踪真实航迹且匹配精度能达到一个重力图网格。

基于ICCP算法的重力辅助惯性导航

迭代最近等值线算法(ICCP)是一种重要的匹配导航算法,文中首先介绍ICCP算法的基本原理,随后在0.2′×0.2′重力异常数据库的基础上,利用ICCP算法进行仿真计算得到最佳匹配位置。最后为了验证匹配位置是否可用于修正惯导误差,提出将匹配位置误差作为观测量,用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计。由最后的仿真结果可以看出,ICCP算法可有效抑制惯导纬度误差的增长,且最大纬度误差不超过2,′以匹配位置误差作为观测量可以用来估计惯导方位误差角。

ICCP重力匹配辅助导航算法研究及改进

迭代最近等值线算法(ICCP)是一种重要的匹配辅助导航算法,ICCP虽稳定性高,却具有实时性差的缺陷。通过研究与分析可知,采样结构是导致算法实时性差的关键因素,并且改变算法的采样结构可有效解决算法实时性差的问题。在改进ICCP的基础上,又通过"二次迭代"技术,将匹配位置用于更新测量和指示重力,并重新进行匹配解算,可进一步提高算法的匹配精度。仿真结果表明,以上工作对算法实时性和精度的改进是有效的。

基于仿射因子补偿的改进地形匹配ICCP算法

地形匹配是水下航行器组合导航系统中重要的匹配手段,针对传统地形匹配ICCP算法仅由惯导指示航迹做平移与旋转的刚性变换进行迭代匹配的局限性,提出了一种基于仿射因子补偿的改进地形匹配ICCP算法。研究了水下地形匹配的误差特性并建立误差模型,引入了由速度误差引起的仿射变换模型与仿射因子,不同于常见的最优估计等方式,推导给出了仿射因子的解析解形式。半实物仿真试验结果表明,基于仿射因子补偿的改进ICCP算法能修正水下地形匹配过程中的仿射误差,弥补传统ICCP算法的不足。在网格为10 m的高精度水深图中,传统ICCP算法的匹配结果在10个网格精度左右,而改进ICCP算法的匹配结果可达到1~2个网格精度左右,匹配精度平均提升78%以上,且相较于传统算法耗时增加不到1%,可为地形匹配导航系统提供更好的参考信息。

基于ICCP算法的重力匹配仿真

利用地球物理场进行辅助匹配导航是组合导航技术研究领域的新方向,该技术为水下潜器无源定位提供新的手段。迭代最近等值线算法作为重要的匹配导航算法之一,但存在实时性不强、搜索速度慢等缺点。考虑到以上两方面缺点,采用固定初始序列长度的方式对算法采样结构进行改善并推导出单点迭代公式,同时采用滑动窗搜索方式缩小搜索范围提高算法速度,最终实现实时ICCP算法设计。结果可以看出,该算法能够实现单点迭代,匹配结果能实时跟踪真实航迹。

针对三维有限元数据场的精确后处理算法

为了描述有限元模型中数据场的分布规律 ,发展与完善了基于单元局部插值的母单元绘制算法 ,提出了以高斯积分点作为插值基准点的有限元应力云图绘制算法 ,并给出了具体的基于母单元的等值线绘制算法 与传统三角形算法做系统的比较表明 ,文中算法使有限元后处理功能充分达到了有限元数值分析的精度 。

基于混合稀疏ICCP的联合抗差重力匹配定位方法

针对经典最近等值线迭代(ICCP)算法因重力异常测量误差导致匹配精度下降甚至失效的问题,提出联合抗差匹配算法以提高匹配精度及可靠性。首先,分析了匹配点集间的匹配残差在高斯噪声影响下呈非高斯分布,为抑制其影响,采用l_(p)范数代替l_(2)范数计算匹配残差,并利用匹配残差重调野值点以获得有效的匹配区域。在此基础上,提出混合稀疏ICCP算法,并利用其进行粗匹配,然后将粗匹配后的位置作为惯导系统(INS)指示位置,再使用经典ICCP算法进行精匹配,获得更高的定位精度。仿真结果表明,考虑重力异常测量误差的情况下,重力联合抗差匹配算法的误差最大值小于1 n mile,导航精度较传统ICCP算法提升60%以上,提升了算法的鲁棒性和匹配精度。

不同参数对地形等值线匹配算法精度影响的评估分析

影响地形辅助导航匹配算法性能的因素很多,而目前基于信噪比的分析方法不能全面准确地评估匹配精度受各种参数的影响情况。本文以等值线(ICCP)算法为研究对象:首先,通过理论分析指出目前基于信噪比的分析方法的局限性和算法灵敏度受航向的影响情况;然后,通过仿真分别研究高度测量精度、惯导(INS)航迹精度、初始位置误差、航向误差、采样设置等因素对匹配精度的影响,并进一步从地图独特性、高度测量误差和INS航迹误差3个方面综合分析了各类误差和具体的误差参数对匹配性能的综合影响;最后,从算法的匹配精度和实时性等角度总结了各种参数的影响情况,为ICCP算法的工程应用提供理论基础。