重力辅助惯性导航系统中重力图匹配的初始匹配方法

摘要

重力辅助惯性导航系统中重力图匹配的初始匹配方法，根据惯导系统短时测量精度高的特点，利用惯导系统在相邻时刻t1t2间和t2t3间测得的运载体行驶的距离信息L1、L2，以及测得运载体在t2时刻的相对转向角θ，利用这三个参数构建高精度几何约束模型，并结合重力传感器在t1、t2和t3时刻测得的重力值所对应的等值线C1、C2和C3，基于几何约束的等值线匹配算法获取重力图匹配的初始值。本发明是一种自主式初始匹配方法，具有精度高、鲁棒性好的特点，可应用于地形/地磁/重力辅助惯性导航等无源导航系统中的初始匹配。

主权项

1.重力辅助惯性导航系统中重力图匹配的初始匹配方法，其特征在于步骤如下：第一步，判断运载体已进入重力场适配区域Ψ，选取运载体所承载的重力场传感器连续的三个采样点，三个采样点所对应的时间分别为t₁、t₂和t₃时刻；第二步，确定运载体重力匹配参考图的搜索区域Ω首先根据运载体所承载惯导系统的误差分布特性函数，确定当前时刻惯性系统的距离误差阈值δ，然后以惯导系统所提供的运载体当前位置信息为中心，距离误差阈值δ为半径，划定重力匹配参考图的搜索区域Ω，从而在减小搜索区域提高搜索速度前提条件下，确保运载体真实位置信息落于重力匹配参考图的搜索区域Ω内；第三步，构建三角形几何约束模型，并构建三角空间Γ；第四步，利用运载体所承载的重力场传感器在t₁、t₂和t₃时刻所采取的重力值，获取运载体在t₁、t₂和t₃时刻对应参考重力场等值线C₁、C₂和C₃所包含的点集P₁、P₂和P₃；第五步，基于三角形几何约束模型等值线匹配算法，获取运载体在当前时刻的所有初始匹配对$\overline{p_1{q}_1{m}_1},\overline{p_2{q}_2{m}_2},···,\overline{p_j{q}_j{\mathrm{mj}}_j},···,\overline{p_N{q}_N{m}_N},$这些初始匹配对组成的集合定义为初始匹配集j为自然数，1＜j＜N，N为匹配对集所包含的匹配对数，p_j、q_j、m_j分别表示第j个初始匹配对在等值线C₁、等值线C₂、等值线C₃上所对应的点；第六步，采用加权概率估计模型算法，利用价值函数为角度误差因子和距离误差因子的二次函数，计算初始匹配集中各组数据的代价值，最终获取精确的初始匹配值。