[发明专利]一种基于多维重力梯度灯塔数据库的潜器导航方法及系统

权利要求书

1.一种基于多维重力梯度灯塔数据库的潜器导航方法，其特征在于，包括：

获取同一海域的梯度底图，所述梯度底图包括重力梯度的六个分量数据；

对于所述梯度底图的第i维数据，基于数据块计算每个数据块的中心点强度，得到多个强度点；所述梯度底图的第i维数据为所述重力梯度的第i个分量数据，i＝1,2,3,4,5,6；

对于所述第i维数据对应的多个强度点进行聚类分析，得到多个点集；

基于凸壳算法，确定所述第i维数据的每个点集的区域轮廓，得到多个区域轮廓；

对所述第i维数据的多个区域轮廓进行扩展，形成轮廓与相邻轮廓之间无空白的区域图；所述区域图中包括多个区划块；

对所述第i维数据对应的区域图中不同的区划块绘制成不同的颜色，得到彩色区划图；

依次得到所述梯度底图对应的六幅彩色区划图；不同的彩色区划图对应所述梯度底图的不同分量数据；

采用所述梯度底图的六幅彩色区划图对潜器的位置进行校准。

2.根据权利要求1所述的基于多维重力梯度灯塔数据库的潜器导航方法，其特征在于，所述对于所述梯度底图的第i维数据，基于数据块计算每个数据块的中心点强度，得到多个强度点，具体包括：

将所述第i维数据划分为多个数据块，每个数据块为边长是分辨率整倍数的正方形；

计算每个数据块中心点的强度，得到该数据块对应的强度点；不同的数据块对应得到不同的强度点。

3.根据权利要求1所述的基于多维重力梯度灯塔数据库的潜器导航方法，其特征在于，所述对于所述第i维数据对应的多个强度点进行聚类分析，得到多个点集，具体包括：

按照不同的强度阈值，将所述第i维数据对应的多个强度点进行聚类分析，得到多个点集；不同的点集对应不同的强度阈值。

4.根据权利要求1所述的基于多维重力梯度灯塔数据库的潜器导航方法，其特征在于，所述基于凸壳算法，确定所述第i维数据的每个点集的区域轮廓，得到多个区域轮廓，具体包括：

对于第j个点集，根据所述第j个点集的形状，确定概略轮廓，确定初始角点；

基于凸壳算法，在初始角点形成的多个边上，对每个边两侧的点进行搜索，依次找到每个边的边界点，得到所有边的边界点，确定所述第j个点集对应的区域轮廓；所述第j个点集对应的区域轮廓为所述第j个点集所有边界点的连线形成的轮廓；

依次得到所述第i维数据的每个点集对应的区域轮廓。

5.根据权利要求1所述的基于多维重力梯度灯塔数据库的潜器导航方法，其特征在于，所述采用所述梯度底图的六幅彩色区划图对潜器的位置进行校准，具体包括：

潜器航行前，使所述潜器的规划航路优先经过强度值高于强度阈值的区块；

在每幅彩色区划图中寻找最近的梯度灯塔对所述潜器进行位置校准，得到每幅彩色区划图对应的校准位置；

将所述六幅彩色区划图得到的六个校准位置求平均，得到所述潜器的最终校准位置。

6.一种基于多维重力梯度灯塔数据库的潜器导航系统，其特征在于，包括：

梯度底图获取模块，用于获取同一海域的梯度底图，所述梯度底图包括重力梯度的六个分量数据；

强度点计算模块，用于对于所述梯度底图的第i维数据，基于数据块计算每个数据块的中心点强度，得到多个强度点；所述梯度底图的第i维数据为所述重力梯度的第i个分量数据，i＝1,2,3,4,5,6；

聚类分析模块，用于对于所述第i维数据对应的多个强度点进行聚类分析，得到多个点集；

轮廓确定模块，用于基于凸壳算法，确定所述第i维数据的每个点集的区域轮廓，得到多个区域轮廓；

区域图确定模块，用于对所述第i维数据的多个区域轮廓进行扩展，形成轮廓与相邻轮廓之间无空白的区域图；所述区域图中包括多个区划块；

颜色绘制模块，用于对所述第i维数据对应的区域图中不同的区划块绘制成不同的颜色，得到彩色区划图；

遍历模块，用于依次得到所述梯度底图对应的六幅彩色区划图；不同的彩色区划图对应所述梯度底图的不同分量数据；

校准模块，用于采用所述梯度底图的六幅彩色区划图对潜器的位置进行校准。