[发明专利]一种重力辅助导航航迹规划方法

说明书

本发明涉及一种重力辅助导航航迹规划方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、通过调研获取适配区的重力异常背景图及其误差标准差g_m；调研惯性/重力组合导航系统各组成设备的性能参数；步骤2、利用搜索——遍历航迹算法完成各种可能随机航迹的构造和遍历；步骤3、计算全部备选航迹上的重力测量误差标准差g_c和匹配期间惯导定位误差发散值δ；步骤4、计算出全部备选航迹的预估匹配定位精度，匹配定位精度最高的备选航迹作为该适配区内的规划航迹。本发明利用重力测量误差模型模拟水下重力测量过程，利用惯导定位误差解算方法模拟载体在水下航行的工况，能够复现实际水下匹配工况，从而保证了筛选出航迹的可靠性。

技术领域

本发明属于惯性/重力组合导航技术领域，涉及航迹规划方法，尤其是一种重力辅助导航航迹规划方法。

背景技术

重力辅助导航航迹规划，是指在大洋内筛选出适于开展惯性/重力组合导航的航迹，组合导航系统在该航迹上进行匹配定位解算，能够给出高精度的位置信息，从而实现对惯导的重调和校正。

目前，常用的航迹规划方法如A*算法，多以水深数据、重力特征统计量，作为航迹筛选的评价标准。这些算法多以人为设定的经验指标作为评价标准的阈值，随机性较强，无法保证筛选出的航迹的匹配定位精度，可靠性差。且无法给出匹配定位精度与重力特征统计量之间的定量关系，直观性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直观可靠且能够综合考虑载体水下航行工况，并以匹配定位精度作为筛选评价标准的适配航迹规划方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种重力辅助导航航迹规划方法，包括以下步骤：

步骤1、通过调研获取适配区的重力异常背景图及其误差标准差g_m；设置惯导、重力仪的工作模式和载体的航行模式；调研惯性/重力组合导航系统各组成设备的性能参数，以及匹配期间惯导定位误差最大值Y；

步骤2、在步骤1设置的参数和工作模式条件下，利用搜索——遍历航迹算法完成各种可能随机航迹的构造和遍历：结合惯导定位误差解算方法和重力特征丰富程度计算方法，在适配区内筛选出任意长度、任意航速条件下，重力异常特征GL最为丰富的随机航迹，并计算出其匹配时间长度T_p，组成备选航迹集，从而完成各种可能随机航迹的构造和遍历；

步骤3、利用重力测量误差模型，计算在步骤1设置的参数和工作模式条件下，全部备选航迹上的重力测量误差标准差g_c；利用惯导定位误差解算方法，计算步骤1设置的参数和工作模式条件下，全部备选航迹上的匹配期间惯导定位误差发散值δ；

步骤4：将全部备选航迹的T_p、g_m、g_c、GL、δ代入匹配定位精度预估公式，计算出全部备选航迹的预估匹配定位精度，匹配定位精度最高的备选航迹作为该适配区内的规划航迹。

而且，所述步骤1的设置惯导、重力仪的工作模式和载体的航行模式，包括以下内容：

(1)使用水平阻尼工况下的惯导，引导载体匀速直航；

(2)使用工作在水平阻尼工况下的重力仪，进行测量作业；

(3)使用水平阻尼工况下的惯导给出的信息，进行重力异常改正。

而且，所述步骤1的调研惯性/重力组合导航系统各组成设备的性能参数，包括以下内容：