[发明专利]一种重力梯度场与重力异常场潜器融合定位方法及系统

权利要求书

1.一种重力梯度场与重力异常场潜器融合定位方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：基于重力梯度张量矩阵确定五个独立重力梯度分量；

步骤S2：根据各独立重力梯度分量对应的重力梯度匹配序列确定各独立重力梯度分量对应的轨迹赋值序列；

步骤S3：根据各独立重力梯度分量对应的轨迹赋值序列和重力梯度匹配序列确定当前重力梯度场最优匹配位置；

步骤S4：基于各条待匹配轨迹对应的重力异常匹配度确定当前重力异常场最优匹配位置；

步骤S5：基于模糊规则确定重力梯度场匹配权重系数和重力异常场匹配权重系数；

步骤S6：根据当前重力梯度场最优匹配位置、当前重力异常场最优匹配位置、重力梯度场匹配权重系数和重力异常场匹配权重系数确定水下潜器初始定位结果；

步骤S7：对水下潜器初始定位结果进行校准，获得水下潜器最终定位结果。

2.根据权利要求1所述的重力梯度场与重力异常场潜器融合定位方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

步骤S21：以Δt为采样间隔，利用水下潜器测量重力梯度场，将连续N组重力梯度场作为一个重力梯度匹配序列，将N组重力梯度场对应的惯导系统指示位置构成惯导系统指示位置序列；

步骤S22：在重力梯度基准图中，以当前惯导系统指示位置为正方形对角线的中心，2·e_INS为正方形的边长，构成的正方形区域作为待匹配轨迹起始点区域，其中，e_INS为惯导系统指示位置的概略误差；

步骤S23：在待匹配轨迹起始点区域内，以d为网格间距进行网格划分；

步骤S24：将每个网格点作为起始点，构建待匹配起始点序列；

步骤S25：根据待匹配起始点序列，按照所述惯导系统指示位置序列内轨迹点之间的相对位置构建待匹配轨迹序列；

步骤S26：在重力梯度场基准图中，对所述待匹配轨迹序列中所有待匹配轨迹的轨迹点赋予最近网格点的基准数据，获得轨迹赋值序列。

3.根据权利要求1所述的重力梯度场与重力异常场潜器融合定位方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

步骤S31：根据各独立重力梯度分量对应的轨迹赋值序列和重力梯度匹配序列计算各条待匹配轨迹对应的重力梯度匹配度；

步骤S32：将重力梯度匹配度最小的待匹配航迹对应的起始点作为水下潜器当前重力梯度场最优匹配位置。

4.根据权利要求1所述的重力梯度场与重力异常场潜器融合定位方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

步骤S41：利用计算各条待匹配轨迹对应的重力异常匹配度；其中，为第m条待匹配轨迹对应的重力异常匹配度，N表示测量重力梯度场的总组数，为第n个轨迹点的重力异常场，为第m条待匹配轨迹上的第n个轨迹点的重力异常场；

步骤S42：将重力异常匹配度最小的待匹配航迹对应的起始点作为水下潜器当前重力异常场最优匹配位置。

5.根据权利要求1所述的重力梯度场与重力异常场潜器融合定位方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

步骤S51：计算实测点序列上各测量点处重力梯度张量模值；

步骤S52：计算实测点序列上各测量点处重力异常值的梯度和重力梯度张量模值的梯度；

步骤S53：基于实测点序列上各测量点处重力异常值的梯度确定重力异常梯度均值；

步骤S54：基于实测点序列上各测量点处重力梯度张量模值的梯度确定重力梯度张量均值；

步骤S55：基于模糊规则，根据重力异常梯度均值和重力梯度张量均值确定重力梯度场匹配权重系数和重力异常场匹配权重系数。