[发明专利]一种多维重力梯度灯塔信息描述潜器导航方法及系统

说明书

本发明涉及一种多维重力梯度灯塔信息描述潜器导航方法及系统。该方法包括：利用惯性导航系统获取水下潜器的当前位置；根据所述当前位置确定出当前位置所在海域的重力梯度灯塔；获取当前位置所在海域的每一个重力梯度灯塔的灯塔照射范围；将灯塔照射范围大于等于灯塔照射范围筛选阈值的重力梯度灯塔进行保留；根据保留后的重力梯度灯塔的照射范围位置与当前位置之间的距离，确定目标照射范围；根据所述目标照射范围内的重力梯度灯塔的维度权确定目标重力梯度灯塔；利用所述目标重力梯度灯塔进行导航。本发明能快速锁定用于匹配的重力梯度灯塔，降低了导航定位时间。

技术领域

本发明涉及水下潜器重力导航领域，特别是涉及一种多维重力梯度灯塔信息描述潜器导航方法及系统。

背景技术

水下潜器重力灯塔辅助导航是从全球海洋重力异常图中筛选出特征明显的数据，构建重力灯塔数据库。通过艇载重力仪测量结果与预装海洋重力异常图进行匹配，从而获得水下潜器自身坐标，用以校正惯导系统。

潜器重力灯塔辅助导航中，在某一位置上，艇载重力仪只有一个观测值，导航底图也只有一幅，是一种“一维”对应关系，在重力灯塔搜索时，也仅仅只考虑一维方向。

而使用重力梯度信息进行导航时，某一位置处艇载全张量梯度重力仪可测得6个分量，潜器预装重力梯度底图也有6幅，是一种6维匹配关系。

因此，需要提出一种高维重力梯度灯塔信息的描述方法，用以表征同一区域不同维度间的重力梯度灯塔关系，能够清晰的表征重力梯度灯塔的可用程度和维度关联性。

发明内容

本发明的目的是提供一种多维重力梯度灯塔信息描述潜器导航方法及系统，能快速锁定用于匹配的重力梯度灯塔，降低了导航定位时间。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多维重力梯度灯塔信息描述潜器导航方法，包括：

利用惯性导航系统获取水下潜器的当前位置；

根据所述当前位置确定出当前位置所在海域的重力梯度灯塔；

获取当前位置所在海域的每一个重力梯度灯塔的灯塔照射范围；

将灯塔照射范围大于等于灯塔照射范围筛选阈值的重力梯度灯塔进行保留；

根据保留后的重力梯度灯塔的照射范围位置与当前位置之间的距离，确定目标照射范围；所述目标照射范围为保留后的重力梯度灯塔的照射范围位置与当前位置之间的距离最短的照射范围；

根据所述目标照射范围内的重力梯度灯塔的维度权确定目标重力梯度灯塔；所述维度权所述目标照射范围内的重力梯度灯塔的照射范围位置和当前位置之间的距离与重力梯度灯塔的坡度的比值；所述目标重力梯度灯塔为维度权大于等于维度权阈值的重力梯度灯塔；

利用所述目标重力梯度灯塔进行导航。

可选地，所述获取当前位置所在海域的每一个重力梯度灯塔的灯塔照射范围，具体包括：

利用预装海洋重力异常图获取每一个重力梯度灯塔在不同维度的投影面积；

将每一个重力梯度灯塔在不同维度的投影面积进行叠加；

根据叠加后的面积确定相应的重力梯度灯塔的灯塔照射范围。

可选地，所述将灯塔照射范围大于等于灯塔照射范围筛选阈值的重力梯度灯塔进行保留，之后还包括：

利用和公式确定所述保留后的重力梯度灯塔的照射范围位置；

其中，L_i，B_i(i＝1,2,…,n)为照射范围的轮廓线离散点坐标，(L，B)为照射范围位置，n为轮廓线离散点个数。