[发明专利]基于格网拓扑结构迭代最佳环域点提高水下导航精度方法

权利要求书

1.一种基于格网拓扑结构迭代最佳环域点提高水下导航精度方法，其特征在于，包括：

通过航迹起点小环域格网匹配定位策略，得到水下潜器航迹起点的最佳匹配位置；

根据水下潜器航迹起点的最佳匹配位置，通过航迹终点变角度三层环域匹配定位策略，生成大环域待匹配格网点；

迭代计算大环域待匹配格网点的匹配效能评价指标，并按最优原则获得大环域范围内水下潜器航迹终点的最佳匹配位置，以实现水下潜器航迹终点的有效匹配定位，进而修正INS系统控制参数并辅助完成水下潜器长航时长航距的航行目标。

2.根据权利要求1所述的基于格网拓扑结构迭代最佳环域点提高水下导航精度方法，其特征在于，航迹起点小环域格网匹配定位策略的构建流程如下：

获取某段水下潜器航行按采样时间间隔Δt的INS航迹输出惯导序列{S₁,S₂,…,S_L}；其中，L表示INS航迹的采样序列长度，S₁、S₂、…、S_L表示惯导序列中的各航迹点；

从{S₁,S₂,…,S_L}中提取得到各航迹点对应的位置坐标和实测重力值，构建得到位置坐标序列{(x₁,y₁),(x₂,y₂),…,(x_L,y_L)}和水下潜器实测重力值序列{g₁,g₂,…,g_L}；

以惯导序列中的航迹起点S₁的位置坐标(x₁,y₁)为中心，以3σ₀作为最大外延的搜索边界半径，构建得到小环域；其中，σ₀表示采样间隔为Δt时的惯导漂移误差的标准差；

根据北偏东旋转角度θ₀和环半径比例均分系数λ，确定小环域内的待匹配格点的总数目和位置坐标，构建得到小环域待匹配格网点集。

3.根据权利要求1所述的基于格网拓扑结构迭代最佳环域点提高水下导航精度方法，其特征在于，小环域内各待匹配格网点的位置坐标的计算公式如下：

其中，和分别表示第i个小环上第j个格点的横纵坐标，r_i表示小环域内第i个环的半径，β_j表示小环域各环上第j个格点的旋转角度。

4.根据权利要求3所述的基于格网拓扑结构迭代最佳环域点提高水下导航精度方法，其特征在于，

r_i＝3σ₀λi

β_j＝j·θ₀

其中，i＝1,2,…，且i的最大值j＝1,2,…，且j的最大值θ₀∈(0,360]；λ∈(0,1]。

5.根据权利要求4所述的基于格网拓扑结构迭代最佳环域点提高水下导航精度方法，其特征在于，通过航迹起点小环域格网匹配定位策略，得到水下潜器航迹起点的最佳匹配位置，包括：

将航迹起点S₁的位置坐标(x₁,y₁)和小环域内各待匹配格网点的位置坐标作为航迹起点真实位置的待匹配点集；

逐点将航迹起点真实位置的待匹配点集映射到重力基准图上，并按最近重力基准格点处的重力值作为待匹配点重力值，得到(x₁,y₁)对应的理论重力值和对应的理论重力值

其中，C表示重力基准图的格网分辨率，mapt(·,·)表示重力基准图按格点位置的重力值矩阵，[·]表示四舍五入取整；

按重力偏差绝对值最小化原则，得到水下潜器航迹起点的最佳匹配位置

其中，当i＝0、j＝0时，即为x₁、即为y₁。