[發明專利]構建地磁圖方向適配性特征的方法

有效

• 申請號: 201710262643.7
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107203587B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 肖晶;段修生;齊曉慧;李鳴;王儉臣
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍械工程學院
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29
• 代理公司: 13120 石家莊國為知識產權事務所
• 代理人: 陸林生

本發明公開了一種構建地磁圖方向適配性特征的方法，涉及地磁場的應用及導航技術領域。所述方法包括如下步驟：1）按給定方向m（m為非零向量）過候選匹配區內一點M₀生成一個平面，求該平面截磁場曲面的截線，記作C，截線上地磁場的起伏可以代表候選匹配區在給定方向上的磁場信息；2）提取截線C上的統計特征，將其表示為向量的形式；3）將所得特征向量通過非線性變換映射到特征空間，實現去量綱化；4）按照一定規律移動M₀點N次，重復步驟1）?步驟3），得到N條截線的統計特征向量，它們共同構成地磁圖方向適配性特征。所述方法不僅可以構建地磁圖在任意方向上的適配性特征，而且相比基于灰度共生矩陣建立的方向適配性特征，所述方法具有更高的分類穩定性。

技術領域

本發明涉及地磁場的利用方法技術領域，尤其涉及一種構建地磁圖方向適配性特征的方法。

背景技術

地磁導航是一種基于地理信息的導航方式，具有無源、無輻射、隱蔽性強、誤差不隨時間積累的特點，可進行全天候、全地域導航，在跨海制導領域具有相當優勢。目前，地磁導航通常作為一種輔助手段，與慣性導航、衛星導航等方式一起構成組合導航系統，提高導航系統的可靠性。

目前，有關地磁圖方向適配性研究的成果見諸報道的不多。概括來講，構建地磁圖方向適配性特征的方法主要分為基于統計的方法(如灰度共生陣)和基于濾波的方法(如Gabor濾波器)。雖然在地磁圖方向適配性分析中得到了應用，但它們也存在一些不足：

(1)理論上，可以提取到候選匹配區在任意方向上的灰度共生陣，但由于候選匹配區范圍一般為幾公里，像元數有限，因此不能構建任意方向的地磁圖適配性特征；

(2)基于統計的特征提取方法不能完全體現磁場的局部特征；

(3)設計Gabor濾波器時需要設置包括濾波器窗口的大小、濾波中心頻率等多個參數，方向適配性特征提取的步驟較為繁瑣，有時需要引入經驗閾值輔助決策，增加了構建特征的難度。

上述的不足限制了地磁圖方向適配性評價的準確性和效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種具有較高分類穩定性的構建地磁圖方向適配性特征的方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種構建地磁圖方向適配性特征的方法，其特征在于包括如下步驟：

1)設地磁場中一個候選匹配區的地磁模型為：

z＝I(x,y)

其中，(x,y)為候選匹配區內某一位置的經緯度坐標，I(x,y)為位置(x,y)處地磁場的強度；

設載體進入候選匹配區的位置為M₀(x₀,y₀,z₀)，進入方向與東向夾角為θ，記θ的向量形式為m，且向量n＝(A,B,C)與m垂直，進入磁場后做勻速等高直線運動，則過點M₀且與m平行的平面有且只有一個，記作平面Π，則Π表示為：

A(x-x0)+B(y-y0)+C(z-z0)＝0

聯立式z＝I(x,y)和式A(x-x₀)+B(y-y₀)+C(z-z₀)＝0可得候選匹配區磁場曲面被平面Π所截的截線方程，記作C，則：

2)提取截線C上的統計特征，將其表示為向量的形式；