[发明专利]基于有效节点筛选的AUV地形匹配定位方法

说明书

本发明的目的在于提供基于有效节点筛选的AUV地形匹配定位方法，根据推算导航的输出结果确定搜索范围，再确定搜索范围后再利用测量地形数据与先验地形进行初步的匹配定位并获得匹配后的地形测量误差估计，然后分别计算节点的有效性和二次搜索范围，根据有效节点矩阵和二次搜索范围进行二次精确匹配定位，最后输出匹配定位结果。本发明所采用的初匹配与精细搜索匹配相结合的匹配定位方法有效的增加了搜索配准的效率同时提高定位精度。

技术领域

本发明涉及的是一种地形匹配定位方法，具体地说是水下地形匹配定位方法。

背景技术

地形匹配导航的搜索匹配过程由于参考导航的误差估计难以达到较高的水平，为了使地形匹配定位的定位点尽量落在搜索区域内部通常采用较大的搜索区域进行搜索匹配，这虽然提高了定位的可靠性但未能提高定位的精度。

发明内容

本发明的目的在于提供减小测量误差给定位结果带来的不利影响的基于有效节点筛选的AUV地形匹配定位方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明基于有效节点筛选的AUV地形匹配定位方法，其特征是：

(1)初匹配搜索范围确定：

根据推算导航的输入信息,搜索区间由下式确定：

其中：x_t和y_t表示推算导航的位置，由AUV的导航系统给出；

λ_x和λ_y表示导航偏差占载体的运行里程的百分比，由参导航系统的统计结果事先给出；

l_x和l_y表示载体在x方向和y方向的运行里程；

P^x和P^y表示推算导航在x方向和y方向的误差，由推算导航计算得到；

以(x_t,y_t)为中心，2l_xλ_x和2l_yλ_y为x方向和y方向的长度构成的矩形区域就是搜索区间

(2)初匹配定位、潮差估计：

根据步骤(1)中计算得到的搜索范围X_S开始搜索匹配，将搜索步长调整到1～2个网格边长，由于先验地形和实时测量地形的潮位差不确定，需要对其进行实时的估计，假设潮差为h_tide，搜索点ij的先验地形与测量地形的高度偏差序列：

假设地形高度偏差序列满足白噪声分布而潮差是常量，得到搜索点ij的潮差和地形测量误差估计：

得到了潮差的估计值之后，计算测量地形和先验地形的真实相似程度：

其中：h(x_ij,y_ij)表示测量序列点(x_ij,y_ij)在先验地形图中的插值结果，z_ij∈Z，Z表示测量地形，z_ij表示测量地形内的点；

查找似然函数L_ij值最大的位置得到地形匹配定位的位置同时获得地形匹配定位位置的先验地形和测量地形的高度偏差并计算其均值和标准差，将其标点为定位点位置的潮差估计和测量地形的误差估计

(3)估计定位点的测量误差、剔除误差节点：