[发明专利]一种基于多维空间重力梯度信息的潜器定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于多维空间重力梯度信息的潜器定位方法及系统，涉及水下重力导航技术领域，方法包括：根据获取的实测重力灯塔确定最佳匹配重力灯塔；根据实测重力灯塔确定每个维度对应的实测重力梯度图以及每个实测重力梯度图的经纬度；其中维度数为六个；根据最佳匹配重力灯塔确定每个维度对应的最佳匹配重力梯度图以及每个最佳匹配重力梯度图的经纬度；其中维度数为六个；根据六个维度的实测重力梯度图、六个维度的实测重力梯度图的经纬度、六个维度的最佳匹配重力梯度图和六个维度的最佳匹配重力梯度图的经纬度，利用相似度对比确定水下潜器的经纬度。本发明利用相似度对比将六个维度的重力梯度图综合处理后，提高了水下潜器定位精度。

技术领域

本发明涉及水下重力导航技术领域，特别是涉及一种基于多维空间重力梯度信息的潜器定位方法及系统。

背景技术

水下重力梯度灯塔匹配辅助导航方法：通过测高卫星重力位数据在各坐标轴上的分量对相同或者不同坐标轴的变化率获取六幅全球海洋重力梯度底图，从六幅全球海洋重力梯度底图中各自筛选出特征明显的数据，构建六个重力梯度灯塔数据库，预先装入潜艇导航终端。通过艇载重力梯度仪实时测量航迹所在灯塔区域上的重力梯度值，将重力梯度灯塔区域的六幅航迹重力梯度测量结果图与预装六幅海洋重力梯度底图进行匹配，六次匹配结果综合处理后获得潜艇自身坐标，用以校正惯导系统。

水下重力灯塔面状匹配导航方法：潜器在重力灯塔上方，通过合理的观测测线获取足够用于匹配的重力灯塔特征，进行插值处理作为实测重力灯塔图，与预装重力灯塔数据库中各重力灯塔图进行基于均值哈希算法的面状匹配相似度对比，选定出匹配相似度最高的结果重力灯塔作为最佳匹配重力灯塔，将实测重力灯塔与匹配结果重力灯塔中各对应点坐标之差取平均值作为坐标改正值，用改正值校正惯导系统并获取自身位置。

虽然水下重力梯度灯塔匹配辅助导航方法和水下重力灯塔面状匹配导航方法都可以校正惯导系统来提高定位精度，但是两种导航方法均未考虑到高维空间，导致定位精度不够，因此如何在高维空间下校正惯导系统来提高定位精度是目前研究的重中之重。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多维空间重力梯度信息的潜器定位方法及系统，以实现在高维空间下校正惯导系统来提高定位精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于多维空间重力梯度信息的潜器定位方法，所述方法包括：

获取实测重力灯塔；

根据所述实测重力灯塔，利用面匹配算法，确定最佳匹配重力灯塔；

根据所述实测重力灯塔确定每个维度对应的实测重力梯度图以及每个所述实测重力梯度图的经纬度；其中，维度数为六个；

根据所述最佳匹配重力灯塔确定每个维度对应的最佳匹配重力梯度图以及每个所述最佳匹配重力梯度图的经纬度；其中，维度数为六个；

根据六个维度的实测重力梯度图、六个维度的实测重力梯度图的经纬度、六个维度的最佳匹配重力梯度图和六个维度的最佳匹配重力梯度图的经纬度，利用相似度对比确定水下潜器的经纬度。

可选地，所述根据六个维度的实测重力梯度图、六个维度的实测重力梯度图的经纬度、六个维度的最佳匹配重力梯度图和六个维度的最佳匹配重力梯度图的经纬度，利用相似度对比确定水下潜器的经纬度，具体包括：

确定第一相似度；所述第一相似度是根据第一维度对应的实测重力梯度图和所述第一维度对应的最佳匹配重力梯度图确定的；

确定第二相似度；所述第二相似度是根据第二维度对应的实测重力梯度图和所述第二维度对应的最佳匹配重力梯度图确定的；

确定第三相似度；所述第三相似度是根据第三维度对应的实测重力梯度图和所述第三维度对应的最佳匹配重力梯度图确定的；