基于二维高斯样条函数的水下重力被动定位-论文.pdf

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1、Vol-34No．8舰船电子工程总第242期44ShipElectronicEngineering2014年第8期基于二维高斯样条函数的水下重力被动定位王志刚顾雪峰。(1．91550部队大连116023)(2．海军工程大学兵器工程系武汉430033)(3．海军工程大学兵器科研部武汉430033)摘要目前利用水下地理信息对惯导误差进行校正多以各类匹配算法为核心，对此论文提出一种基于二维高斯样条函数的水下重力被动定位新模式。文章首先介绍了一种利用二维高斯样条函数逼近的连续局部重力场模型，随后在该模型的基础上将实测重力表示为连续的解析形式，

2、最后以实测重力作为包含目标位置信息的量测值，并结合扩展卡尔曼滤波算法对目标位置进行最优估计。这种方法无需使用常用的匹配算法，因而也就摆脱了匹配算法的诸多限制。以分辨率为2，×2的某区域重力异常数据为背景场进行仿真，最终的仿真结果表明：经高斯样条函数逼近的局部重力场模型平均误差小于0．19mGal，水下平均经、纬定位误差分别小于0．59和0．74海里。关键词被动定位；高斯样条函数；局部重力场；匹配算法中图分类号P207DOI：10．3969／j．issnl672—9730．2014．08．O13UnderwaterGravityPass

3、iveLocationBasedonthe2-DGaussSplineFunctionWANOZhigang’OUXuefeng3(1．No．91550TroopsofPLA，Dalian116023)(2．DepartmentofWeaponEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033)(3．DepartmentofWeaponScience，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033)AbstractAsvariesofmatchin

4、galgorithmshavebeenusedasthemajormethodsforcorrectingtheerrorsofINSonun—derwatergeographicinformation，anewpatternofpassivelocationwhichisbasedon2-DGausssplinefunctionisgiveninthispaper．Firstly，thealgorithmtOreconstructthelocalgridgravitybase-mapwiththe2-DGausssplinefunc

5、tionisintro—duced，thenthemeasuredgravityisexpressedascontinualanalyticalequatiorLFinally，theclassicalextendedKalmanfilterisintroducedtoestimatethetarget’Spositionwithmeasuredgravityasmeasurementcontainingtheinformationoftarget’Sposi—tion．Thismethodcanbeappliedwithoutusi

6、nganymatchingalgorithms，asaresultitisfreefromtheinfluenceoftherestric—tionbyusingthesematchingalgorithms．Simulationisdoneon0．2×0．2gravityanomalydatabase．Thesimulationresultshowsthatthemeanerrorofanalyticequationoflocalgravityanomaliesislessthan0．19mGal，andthemeanlocatio

7、nerrorsinlongitudeandlatitudeare0．59and0．74seamilerespectively．KeyWordspassivelocation，Gausssplinefunction，localgravityfield，matchingalgorithmCImNumberP207~(I1-间因n萎罢目前，对于水下潜器的被动定i2,是导航、定位修正INS。出于隐蔽性要求，水下潜器又很难利用领域研究的一个热点和难点问题。水下潜器的惯卫星或无线电信息，此时利用水下地理特征信息的*收稿日期：2014年2月6日，修

8、回日期：2014年3月26日基金项目：国家自然科学基金(编号：61203193)；中国博士后科学基金(编号：2013M542533)资助。作者简介：王志刚，男，博士，工程师，研究方向：非线性滤波技术与重力与地磁场匹配辅助