[發明專利]一種基于地磁匹配的地磁日變修正方法有效

申請號：	201310028198.X	申請日：	2013-01-24
公開（公告）號：	CN103115624A	公開（公告）日：	2013-05-22
發明（設計）人：	黃朝艷;鄧翠婷;趙華;田海冬;張華龍	申請（專利權）人：	南京航空航天大學
主分類號：	G01C21/08	分類號：	G01C21/08
代理公司：	南京經緯專利商標代理有限公司 32200	代理人：	朱小兵
地址：	210016 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于地磁匹配修正方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種基于地磁匹配的地磁日變修正方法，屬于高精度地磁匹配導航的關鍵技術領域。

背景技術

地磁導航是當前國際導航領域的一大研究熱點，具有高度自主性、隱蔽性、無輻射、能耗低等諸多優點，能彌補慣導系統位置誤差長期累積的不足，也能克服GPS等衛星有源導航系統易被偵測和受干擾等缺陷，已成為隱蔽性運動載體無源導航的重要手段，廣泛應用于潛艇、導彈和航天器輔助導航等領域，展現出巨大的軍事價值和應用前景。然而，地磁匹配導航定位精度不高嚴重制約了其在相關領域的工程應用。

地磁日變是影響地磁匹配導航精度的重要因素之一。在地磁匹配導航研究中，許多學者指出了地磁日變的重要性，但沒有開展深入的研究。目前的研究表明地磁日變對地磁導航的影響是不容忽視的，但存在以下問題：

①多數研究對地磁日變影響只進行了簡單的探討；

②部分研究直接將日變以噪聲的形式加入到仿真中；

③部分研究完全忽略地磁日變效應。

傳統日變場的分析方法有日均值法和子夜均值法。其中日均值法模糊了日變白天變化大、夜間變化小的特點。子夜均值法以子夜均值為基線值，但基線值的選擇具有很大的人為影響因素，容易給匹配定位帶來新的誤差源。FMI（Finish?Meteorological?Institute，芬蘭氣象局）方法是一種基于三天的地磁場X、Y分量分鐘值觀測數據為數據源計算中間一天K指數的計算方法，此方法由該氣象局提出。與前述兩者相比，FMI方法是對觀測數據的直接擬合，不需選取基線值，減少了人為誤差，所提取的日變更為客觀、真實，具有較大的適用性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能用于地磁匹配導航定位中的地磁日變修正方法，基于FMI方法提取地磁日變成分，在多維地磁特征量匹配中消除地磁日變效應，從而提高地磁匹配導航定位精度。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種基于地磁匹配的地磁日變修正方法，包括以下步驟：

步驟1，選取地磁匹配特征量，所述地磁匹配特征量為三個地磁分量，包括北向分量X、東向分量Y、垂直分量Z；

步驟2，基于FMI方法從地磁匹配特征量的實測數據中提取各地磁匹配特征量的日變量；

步驟3，通過地磁匹配特征量的實測數據減去與其對應的日變量，建立地磁實時圖；

步驟4，基于多維特征量匹配對地磁實時圖和地磁基準圖進行匹配；

步驟5，輸出匹配結果。

作為本發明的基于地磁匹配的地磁日變修正方法的進一步優化方案，所述步驟2涉及的實測數據是由磁傳感器采集的；所述基于FMI方法從實測數據中提取日變量包括以下步驟：

步驟2.1，根據地磁匹配特征量的擾動幅度a分別確定與各地磁匹配特征量相對應的K指數的初始值K_X0、K_Y0、K_Z0，取K₀=max(K_X0,K_Y0,K_Z0)，所述擾動幅度a為每3小時時段內地磁匹配特征量的實測數據的最大值和最小值間的差值；

步驟2.2，地磁匹配特征量的時均值由該小時及其前后各(m+n)分鐘的數據平均值來計算，然后利用5次諧波函數對時均值進行擬合，生成S_R曲線；所述n＝K³³；m與地方時有關：地方時3點到6點和18點到21點，m取60；地方時7點到17點，m取0；其余時間，m取90；