水下辅助导航的重力异常随机场分形插值研究

针对重力异常数据匮乏的地区,本文提出采用分形布朗运动(fractional Brownian motion,FBM)分形插值方法对重力异常随机场进行重构,实现可用于水下重力辅助导航的重力异常基准图生成.实验结果表明:分形插值方法作为一种粗插值是可行的,可为水下重力辅助导航系统的实现提供理论参考.

基于BP网络的地磁基准图制备及其精度评价

利用测量数据建模和插值是地磁基准图制备的两种基本方法,常用的地磁场建模方法不适合小尺度的区域地磁场建模。人工神经网络具有良好的逼近任意复杂非线性系统的能力,本文引入应用最为广泛的反向传播(Backward Promulgation,BP)神经网络建立区域地磁场的模型,将地理经度和纬度作为输入,地磁场总强度值作为输出,通过部分测量数据对网络进行训练,用其余测量数据对网络的性能进行评价,进而由训练好的网络得到基准图制备需要的地磁数据。分别使用BP网络建模方法和8种插值方法在不同数据点分布情况下进行了基准图的制备实验,精度评价结果表明了BP网络建模方法的有效性。根据实验结果对不同数据点分布情况下各种方法的优劣进行了比较。

天海一体化水下重力辅助导航研究进展

水下航行器精确导航在海洋利用和开发过程中发挥了重要作用。关于抑制水下导航误差随时间累积的问题,进行了详细阐述和分析:简述了惯性器件的发展历程;详细对比了各导航系统的优劣性,着重介绍了国内外重力辅助导航研究现状,分析了针对目前水下航行器高精度导航的需求,以及全球海洋重力基准图空间分辨率不足的科学难题;提出了通过GNSS-R测高星座获得高空间分辨率和高精度全球海洋重力基准图的思路及技术路线,以期提高水下重力辅助导航精度。

水下重力辅助导航适配区选取的研究进展

为进一步提高水下重力导航系统的匹配效率,研究探讨适配区选取的相关技术:介绍重力场基准图的插值重构、重力场特征参数的提取以及重力场适配区选取准则的构建方法;并分析重力辅助导航适配区选取技术今后的研究方向与研究重点。

基于压缩感知的高精度地磁基准图构建方法

地磁基准图的构建是实现地磁匹配导航的基石。针对实测数据量较小时利用插值法构建的地磁基准图精度不理想的问题,将压缩感知理论应用到地磁信息采集中。结合地磁基准图的结构特点设计了以离散余弦变换作为稀疏基、单位矩阵作为观测矩阵,以压缩采样匹配追踪(CoSaMP)算法作为重构算法的基于压缩感知的高精度地磁基准图构建方法,并与三次样条插值、Kriging插值及PSO-Kriging插值法进行对比。实验结果表明:所提方法具有较高的重构精度和稳定性,与性能最好的PSO-Kriging插值法相比,在6.25%采样率下重构地磁基准图,所提方法使得峰值信噪比(PSNR)由66.97 dB提高至74.67 dB,绝对误差由25.47 nT减小至10.26 nT,均方根误差由28.57 nT减小至11.33 nT。