相关地磁匹配定位技术_刘飞

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1、第15卷第1期中国惯性技术学报Vol.15No.12007年2月JournalofChineseInertialTechnologyFeb.2007文章编号：1005-6734(2007)01-0059-04相关地磁匹配定位技术刘飞，周贤高，杨晔，李士心（天津航海仪器研究所，天津300131）摘要：地磁匹配定位算法的本质是数字地图匹配，相关匹配算法是数字地图匹配的有效算法。在地磁导航中该匹配算法自适应实时构造基准数据序列，并以Hausdorff距离作为相关判断准则。为了提高了算法实时性，提出了预匹配和精匹配相结合的改进措施优化了运算过程。在预匹配过程中，由于地磁数据的离散性，搜

2、索步长定为一个基本网格单元，并与序贯相似检测原则相结合，这样可快速排除非匹配区，筛选得到精匹配所需要的可行区域。在精匹配中，引入了双线性插值法对地磁场原始数据进行加密内插以提高匹配精度。最后利用地磁场数据进行了仿真试验，结果表明在一定条件下该相关匹配算法对地磁导航具有适用性。关键词：地磁匹配；数字地图；序贯相似检测；Hausdorff距离中图分类号：U666.1文献标识码：AGeomagneticmatchinglocationusingcorrelativemethodLIUFei,ZHOUXian-gao,YANGYe,LIShi-xin(TianjinNavigation

3、InstrumentsResearchInstitute,Tianjin300131,China)Abstract:Thegeomagneticmatchingtechnologywasinvestigated,andacorrelationmatchingalgorithmwaspresented.Thealgorithmconstitutesthereferenceddatasequencereal-timelyandadaptively,andadoptsHausdorffdistanceascorrelativedeterminingprinciple.Thepre-m

4、atchingandprecise-matchingwereproposedtoreducethecomputingcomplexityandtime.Inpre-matching,thesearchingstrategydefinesagriddingunitasastepwithSSDAmethod,soitcanquicklyeliminatenon-matchingareaandgainfeasibleareaforprecise-matching.Inaddition,thedual-linearinterpolationwasintroducedforfurther

5、matching.Simulationexperimentconfirmsthatthecorrelationmatchingalgorithmisapplicableforgeomagneticnavigationincertaincondition.Keywords:geomagneticmatching;digitalmap;sequencesimilaritydetectionalgorithm;Hausdorffdistance地磁场是地球的基本物理场，地球周围空间的物体都处于地磁场中。利用磁传感器可以测量地磁场的各要素，包括总磁场强度、东向分量、北向分量、垂直分量、

6、磁偏角、磁倾角以及磁场梯度。地磁场具有全天时、全地域和短期稳定性等特征，并且在不同方位具有不同的磁场要素，故可将其作为导航场。地磁导航（GeomagneticNavigation）就是利用地磁场的特征进行导航的新方法，近年来得到了迅速发展。地磁导航同重力导航、地形导航一样，是一种自主、隐蔽的导航技术。地磁导航的一个重要特点是当前估计状态与过去无关，即误差不随时间积累。当把地磁导航与惯性导航组合并应用于水下潜艇时，可校正惯导系统的时间积累误差，提高惯导系统的精度，对潜艇的军事应用具有重要意义。载体运动方向地磁位测量序列1地磁匹配的基本原理匹置配输地磁场空间的各异性是一种典型特征，

7、地磁匹配出匹配区域算法（GeomagneticMatching）就是利用这种特征来确定载体基准图的地理位置的，地磁导航的工作原理如图1所示。图1地磁导航原理示意图导航时，首先把预先测量好的地磁信息存储在计算Fig1Schematicdiagramofgeomagneticnavigation收稿日期：2006-09-26；修回日期：2006-12-20基金项目：“十一五”武器装备预研项目(51309060301)作者简介：刘飞（1961—），男，研究员，主要从事导航、制导与控制及组合导航理论