[发明专利]一种基于多地磁要素检测的定位方法

说明书

本发明提供了一种基于多地磁要素检测的定位方法，包括以下步骤：S1、检测地磁总量、水平分量和垂直分量数据；S2、再从人工鱼群中提取若干条人工鱼将对应的轨迹输入到水平分量，并以Hausdorff距离作为评估标准进行评估；S3、再次从所述轨迹中提取评估最优的前若干条轨迹，进一步缩小轨迹范围；S4、最后将最优的前若干条轨迹输入到垂直分量中，由Hausdorff评估算法对最优的前若干条轨迹进行评估，输出最优的一条轨迹即为真实的轨迹，从而实现定位导航。本发明的有益效果是：提高了定位精度和稳定性，满足了水下导航的精度需求。

技术领域

本发明涉及磁场导航，尤其涉及一种基于多地磁要素检测的定位方法。

背景技术

海洋拥有丰富的生物、矿物、能源、化学等资源，目前主要使用水下潜航器等设备进行水下探测、海洋资源的勘探和开发、海洋救援和打捞等任务。因此水下潜航器成为世界海洋大国的发展热点。由于受到尺寸、重量、功耗等方面的闲置，在水下潜航器上实现高精度、长时间的导航是非常困难的。目前的导航技术比如声学系统、GPS、惯性导航等，由于隐蔽性差、误差较高等缺点，不能满足时长和精度的要求，地磁导航技术成为解决问题的一种途径。

地磁导航具有无源，自主，功耗低，抗干扰能力强、无积累误差和精度适中的优点，特别是在水下导航中，有广阔的应用前景。目前已知的地磁导航方法中，主要采用通过磁场总量单地磁要素和地磁图进行匹配的方法，此种方法由于磁场检测精度、地磁图精度和外部磁场干扰的影响，精度不高。单地磁要素匹配精度、稳定性也要小于多地磁要素匹配。

因此，如果实现一种基于多特征量的地磁匹配的定位方法刻不容缓。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于多地磁要素检测的定位方法。

本发明提供了一种基于多地磁要素检测的定位方法，包括以下步骤：

S1、检测地磁总量、水平分量和垂直分量数据；先利用地磁总量数据，由人工鱼群算法在地磁图上进行搜索，通过人工鱼群算法与地磁图匹配，人工鱼群聚集在真实轨迹的附近；

S2、再从人工鱼群中提取若干条人工鱼将对应的轨迹输入到水平分量，并以Hausdorff距离作为评估标准进行评估；

S3、再次从所述轨迹中提取评估最优的前若干条轨迹，进一步缩小轨迹范围；

S4、最后将最优的前若干条轨迹输入到垂直分量中，由Hausdorff评估算法对最优的前若干条轨迹进行评估，输出最优的一条轨迹即为真实的轨迹，从而实现定位导航。

作为本发明的进一步改进，步骤S1包括以下子步骤：

S11、采集惯导航迹[x_ik y_ik]^T、真实航迹[x_rk y_rk]^T和地磁测量序列，i、r分别为惯导和真实航迹序列号，k为序列中的地磁点，采集地磁测量序列时，采集地磁总强度水平强度和垂直强度地磁值其中F表示总强度，H 为水平强度，Z为垂直强度；

S12、第一张地磁图：设置人工鱼群初始参数人工鱼条数N、人工鱼移动步长Step、人工鱼视野Visual、最大尝试次数Try_number、拥挤度δ、最大迭代次数MAXGEN；

S13、确定人工鱼个体状态J＝(α，θ，△x，△y)中的每个因子范围，初始化人工鱼群，得到所有的初始航迹；

S14、For i＝1 to MAXGEN；