[发明专利]基于重力梯度-地形异源数据匹配的导航定位方法

权利要求书

1.一种基于重力梯度-地形异源数据匹配的导航定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

获得航行器当前位置坐标和所在航线的重力梯度张量序列，其中：通过重力梯度仪等时间间隔测量，获得所在航线上当前位置之前n个不同位置的重力梯度张量序列(Γ₁ Γ₂…Γ_n)；其中，该序列中第i个元素Γ_i为

Γ_i＝(Γ_xx Γ_yy Γ_zz Γ_xy Γ_yz Γ_zx Γ_xz Γ_zy Γ_yx)_i，i＝12…n；

提取上述重力梯度张量序列对应的DQL特征，包括：滤除重力梯度张量序列中每个元素的重复分量，获得仅包含独立分量的新元素，依次排列构成新重力梯度张量序列，其中，依据下面公式中的梯度张量规则，滤除重力梯度张量序列中每个元素的重复分量Γ_yy、Γ_xz、Γ_zy、Γ_yx

获得仅包含5个独立分量Γ_i＝(Γ_xx Γ_zz Γ_xy Γ_yz Γ_zx)_i的所述新元素；根据上述构造的新重力梯度张量序列，获得n-1对相邻元素对应的差分△Γ_i；根据上述获得的△Γ_i，通过下面公式提取每对相邻元素的DQL特征DQL(i)

式中，Γ₀＝0，每对相邻元素包含的DQL特征包含5个分量；将n-1对相邻元素的DQL特征依次排列，作为所述重力梯度张量序列对应的DQL特征，标记为A₁；

提取航行器当前位置坐标相对地形图中所在航线各地形单元位置坐标的DQL特征，包括：通过下面公式获取地形图中与当前位置等间隔分布的各地形单元的质心位置坐标(εηζ)

ε＝x+i×r

η＝y+i×r

ζ＝z+i×r

式中，i＝1…n，r为地形单元的间隔距离，(x,y,z)为航行器当前位置坐标；根据上述各地形单元的质心位置坐标(ε η ζ)，结合航行器当前位置坐标(x,y,z)，获取每个地形单元引起的全张量重力梯度测量值；其中，第i个地形单元引起的全张量重力梯度测量值Γ_i′为Γ_i′＝(Γ_xx′ Γ_zz′ Γ_xy′ Γ_yz′ Γ_zx′)_i；根据上述每个地形单元引起的全张量重力梯度测量值Γ_i′，获得n-1对相邻元素的差分△Γ_i′，近似作为其重力梯度张量的差分

△Γ_i′＝Γ_i+1′-Γ_i′

根据上述获得的△Γ_i′，通过下面公式提取每对相邻元素的DQL特征DQL′(i)

式中，Γ₀＝0，每对相邻元素包含的DQL特征包含5个分量；将n-1对相邻元素的DQL特征DQL′(i)依次排列，作为所述航行器当前位置坐标相对地形图中所在航线各地形单元位置坐标的DQL特征，标记为A₂；

将上述航行器当前位置坐标相对地形图中所在航线各地形单元位置坐标的DQL特征、上述重力梯度张量序列对应的DQL特征进行特征匹配，获得匹配程度最高的重力梯度张量序列中元素；

搜索上述元素对应的重力梯度所在位置，根据该位置对航行器当前位置坐标进行修正。

2.根据权利要求1所述的基于重力梯度-地形异源数据匹配的导航定位方法，其特征在于，所述航行器当前位置坐标(x,y,z)通过惯性导航系统获得。