一种重力辅助惯性导航系统匹配方法

摘要

本发明公开了一种重力辅助惯性导航系统匹配方法，利用可变搜索区域的方式，令搜索区域随惯性导航精度实时变化，有效减小了搜索范围，减少了备选匹配轨迹点的数量，搜索效率得以提升；通过在每个搜索区域内寻找与重力仪测量的重力异常值近似相等的点，进一步完成备选匹配轨迹点的筛选；同时利用匹配轨迹点与对应的惯性导航输出轨迹点之间的距离偏差越来越大且变化在一定范围内这一约束条件，有效减少了备选匹配轨迹的数量，提升了匹配效率。

主权项

一种重力辅助惯性导航系统匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、离线状态下，在预存的重力基准图上寻找对应的惯性导航系统输出轨迹点；将获得的惯性导航系统输出轨迹点以N个为一组，分成多组匹配序列；所述N的取值范围为5至20；步骤二、从导航开始时刻起，选择第一组匹配序列，分别以该匹配序列内的每个点为中心，逐个划定正方形搜索区域；正方形搜索区域内除惯性导航系统输出轨迹点之外的每个点称为备选匹配轨迹点；步骤三、针对各个惯性导航系统输出轨迹点，将其对应的重力仪测量的重力异常值与该惯性导航系统输出轨迹点所在的正方形搜索区域内每个备选匹配轨迹点的重力异常值求差，若差值小于预设阈值δ，则认为备选匹配轨迹点与对应的惯性导航系统输出轨迹点互为近似重力等值点；将不满足近似重力等值点条件的备选匹配轨迹点剔除掉，满足条件的继续作为备选匹配轨迹点；步骤四：各个正方形搜索区域的备选匹配轨迹点筛选完成后，在每个正方形搜索区域中任意挑选一个备选匹配轨迹点，按照时间顺序组成一条备选匹配轨迹；按上述方法，遍历各个备选匹配轨迹点，得到所有的备选匹配轨迹；针对所有备选匹配轨迹中的任意一条，按照时间顺序逐个计算该备选匹配轨迹上备选匹配轨迹点与对应的惯性导航输出轨迹点之间的距离；然后将满足下述匹配约束条件的备选匹配轨迹筛选出来，所述匹配约束条件为：随时间推移，同一条备选匹配轨迹中，各个备选匹配轨迹点与对应的惯性导航系统输出轨迹点之间的距离越来越大，同时，两相邻备选匹配轨迹点对应的距离小于或等于预设的阈值；步骤五、针对每一条筛选出来的备选匹配轨迹，计算各个备选匹配轨迹点对应的重力异常值g_i(x_k,y_k)与实时重力仪测得的重力异常值g_i(x_i,y_i)之差的平方，再进行加权求和，第i个备选匹配轨迹点的权重值为μ_i，得到误差累积ΔA，计算公式为：$\Delta A=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{\mu }_i[g_i(x_i,y_i)-g_i(x_k,y_k){]}^2$找到误差累积ΔA取最小值时的备选匹配轨迹，即为最佳匹配轨迹。步骤六、按照步骤二至步骤五的方法，对步骤一划分的每一组匹配序列进行处理，得到各组对应的最佳匹配轨迹，最终形成完整的匹配轨迹输出。