[發明專利]一種基于重力燈塔的線匹配與面匹配融合導航方法和系統

有效

• 申請號: 202010338368.4
• 申請日: 2020-04-26
• 公開（公告）號: CN111426313B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 肖云;任飛龍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍61540部隊;西安航天天繪數據技術有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發明涉及一種基于重力燈塔的線匹配與面匹配融合導航方法和系統。方法包括：獲取潛艇的當前海域的位置；根據所述潛艇的當前海域的位置確定當前海域的重力燈塔；根據所述當前海域的重力燈塔確定所述重力燈塔的線面判別因子；判斷所述線面判別因子是否小于設定閾值，得到第一判斷結果；若所述第一判斷結果表示所述線面判別因子大于或等于設定閾值，則利用線匹配確定所述潛艇的位置；若所述第一判斷結果表示所述線面判別因子小于設定閾值，則利用面匹配確定所述潛艇的位置；根據所述潛艇的位置校正慣性導航系統。本發明所提供的一種基于重力燈塔的線匹配與面匹配融合導航方法和系統，實現了測量結果與重力燈塔快速、準確的匹配，進而提高潛艇的導航效率。

技術領域

本發明涉及水下潛器重力導航領域，特別是涉及一種基于重力燈塔的線匹配與面匹配融合導航方法和系統。

背景技術

水下重力燈塔導航方法是從全球海洋重力異常圖中篩選出特征明顯的數據，構建重力燈塔數據庫，通過艇載重力儀測量結果與重力燈塔進行相關分析，從而獲取自身坐標并校正慣導系統，進而實時進行潛艇的導航。

一般通過艇載重力儀測量結果與重力燈塔分析獲取潛艇自身坐標的方法包括線匹配和面匹配。其中，在“一種聯合多波束測深的水下重力燈塔潛艇導航方法及系統”中，記載了面匹配是潛艇利用自身機動或釋放出自主式水下潛器(Autonomous UnderwaterVehicle，AUV)進行局部區域數據采集，形成一組面狀數據，再利用該面數據與重力燈塔匹配來獲得自身位置。在“一種聯合AUV的水下重力燈塔導航方法與系統”中，記載了線匹配是潛艇在航行時，同步測量航跡上的重力異常數據，形成一條航跡重力異常剖面，即“線數據”，利用該線數據和重力基準圖做匹配來獲得潛艇的位置。

傳統的線匹配，因為其采集數據是一條剖面，數據量少，因此搜索時間相對較短。但也因為數據量少，所測量到的重力特征有限，在重力場特征不明顯的區域誤差較大；而面數據匹配，定位計算量大，耗時多，但因為面數據對局部重力場的刻畫能力很強，因此定位精度高。

綜上所述，現有技術中通過艇載重力儀測量結果與重力燈塔分析獲取潛艇自身坐標的技術還不能實現測量結果與重力燈塔快速、準確的匹配，進而造成潛艇的導航效率不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于重力燈塔的線匹配與面匹配融合導航方法和系統，實現測量結果與重力燈塔快速、準確的匹配，進而提高潛艇的導航效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于重力燈塔的線匹配與面匹配融合導航方法，包括：

獲取潛艇的當前海域的位置；所述位置包括經度和緯度；

根據所述潛艇的當前海域的位置確定當前海域的重力燈塔；

根據所述當前海域的重力燈塔確定所述重力燈塔的線面判別因子；所述線面判別因子用于判別所述重力燈塔是使用線匹配還是面匹配；

判斷所述線面判別因子是否小于設定閾值，得到第一判斷結果；

若所述第一判斷結果表示所述線面判別因子大于或等于設定閾值，則利用線匹配確定所述潛艇的位置；

若所述第一判斷結果表示所述線面判別因子小于設定閾值，則利用面匹配確定所述潛艇的位置；

根據所述潛艇的位置校正慣性導航系統。

可選的，所述根據所述當前海域的重力燈塔確定所述重力燈塔的線面判別因子，之前還包括：

將所述重力燈塔進行格網化，獲得格網化的重力燈塔；所述格網化的重力燈塔包括多個格網；每個格網包括四個重力數據點；

將所述格網化后的重力燈塔中的完整格網進行提取；所述完整格網為四個重力數據點均在所述重力燈塔中；

獲取每個完整格網的粗糙度；