[發(fā)明專利]用于水下載體的地磁異常特征點(diǎn)匹配導(dǎo)航方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110302141.5
• 申請(qǐng)日: 2011-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN102445201A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙亞鳳;胡峻峰;胡萬明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/08
• 分類號(hào): G01C21/08;G01C21/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種用于水下載體的地磁異常特征點(diǎn)匹配導(dǎo)航方法，其特征在于：它包括以下步驟：

步驟一：采用水下載體上設(shè)置的磁力儀測(cè)量獲得載體當(dāng)前位置的地磁場(chǎng)分量，根據(jù)已知地磁圖分離出產(chǎn)生的地磁異常，經(jīng)計(jì)算，獲得水下載體當(dāng)前位置的目標(biāo)磁矩矢量和水下載體當(dāng)前位置至目標(biāo)磁性源的相對(duì)位置矢量；

步驟二：根據(jù)步驟一中獲得的目標(biāo)磁矩矢量和相對(duì)位置矢量，構(gòu)建水下目標(biāo)磁性源的地圖；

步驟三：將步驟二中構(gòu)建的水下目標(biāo)磁性源的地圖，結(jié)合水下載體絕對(duì)位置，進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得該地圖的地理坐標(biāo)；

步驟四：進(jìn)行下一次采樣，根據(jù)磁力儀采集獲得的載體當(dāng)前位置的地磁場(chǎng)分量，計(jì)算本次采樣時(shí)刻水下載體在所述地圖中的位置，以及所述采樣時(shí)刻水下載體的地理坐標(biāo)；

步驟五：根據(jù)步驟四中計(jì)算獲得的水下載體的地理坐標(biāo)，更新目標(biāo)磁性源的位置；

步驟六：根據(jù)步驟五中獲得的目標(biāo)磁性源的位置，更新水下目標(biāo)磁性源的地圖；

步驟七：重復(fù)步驟四至步驟六，完成對(duì)水下載體的匹配導(dǎo)航。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下載體的地磁異常特征點(diǎn)匹配導(dǎo)航方法，其特征在于：

所述步驟一中磁力儀測(cè)量獲得載體當(dāng)前位置的地磁場(chǎng)分量的X軸地磁場(chǎng)分量為Hx、Y軸地磁場(chǎng)分量為Hy、Z軸地磁場(chǎng)分量為Hz，

設(shè)定目標(biāo)磁性源的中心點(diǎn)為X軸、Y軸及Z軸的原點(diǎn)，則測(cè)量點(diǎn)p(x，y，z)處的地磁場(chǎng)分量用公式表示為：

HxHyHz=μ04πr53x2-r23xy3xz3xy3y2-r23yz3zx3yz3z2-r2·MxMyMz,---(1)]]>

式中μ₀為介質(zhì)磁導(dǎo)率，r為載體當(dāng)前位置到目標(biāo)磁性源的相對(duì)位移，x為載體當(dāng)前位置的X軸坐標(biāo)值，y為載體當(dāng)前位置的Y軸坐標(biāo)值，z為載體當(dāng)前位置的Z軸坐標(biāo)值，Mx為目標(biāo)磁性源在載體當(dāng)前位置的X軸磁矩分量、My為目標(biāo)磁性源在載體當(dāng)前位置的Y軸磁矩分量、Mz為目標(biāo)磁性源在載體當(dāng)前位置的Z軸磁矩分量，

將上式表示成矢量形式：

H→=μ04π[3(m→·r→)r→r5-m→r3],---(2)]]>

上式中，為Hx、Hy和Hz的矢量表示形式，為x，y，z的矢量表示形式，為Mx，My，Mz的矢量表示形式，

磁力儀的測(cè)量值表示為：

H→(m→,r→)=H→object+H→earth,]]>

為目標(biāo)磁性源的地磁場(chǎng)，為地磁的背景磁場(chǎng)，

根據(jù)已知地磁圖獲取，

設(shè)置磁力儀的采樣間隔時(shí)間，使水下載體在航行的過程中，磁力儀相對(duì)于一個(gè)目標(biāo)磁性源進(jìn)行N次采樣，獲得水下載體在N次采樣時(shí)刻的地磁場(chǎng)分量N為大于6的整數(shù)，獲得非線性超定方程組：

H→(1)=H→(m→,r→)H→(2)=H→(m→,r→+Δr→2)...H→(N)=H→(m→,r→+Δr→N),---(3)]]>

由上式計(jì)算獲得磁力儀第一次采樣時(shí)目標(biāo)磁性源在載體當(dāng)前位置的磁矩矢量和載體當(dāng)前位置到目標(biāo)磁性源的相對(duì)位移矢量是磁力儀的第一個(gè)采樣點(diǎn)到采樣點(diǎn)2，3，...，N的位移矢量，通過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)量獲得。