赵玉新,常 帅,张振兴

哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨 150001

地磁异常场的多重分形谱分析及构图法

赵玉新,常 帅,张振兴

哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨 150001

为深入研究地磁异常场的分布特性,并将其应用于地磁基准图的构建当中,选取NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)发布的地磁异常场数据进行了多重分形谱分析,证明了地磁异常场具有明显的多重分形特征。并将多重分形理论与克里金插值方法相结合,提出逐步插值校正法(SSICM),该方法在用克里金法估计未知位置点属性值的同时,利用地磁异常场在小尺度范围内的标度不变性对其进行奇异性校正,在实测数据基础上以网格形式逐级加密,从而构建了基准图。试验结果证明与传统方法相比,该方法能够充分刻画地磁异常场的小尺度奇异特征,更加精确地重构真实地磁异常场。

地磁异常场;多重分形谱;标度不变性;逐步插值校正法

1 引 言

地磁导航是一种全天时、全天候、无积累误差的无源自主导航方式。作为一种辅助导航手段,地磁导航在飞行器、船舶等运载体的导航过程中发挥着重要的作用。相对于随空间位置变化缓慢的地球主磁场,地磁异常场在局部区域内变化复杂,在小尺度下具备较强的奇异性,它更适合作为地磁导航的参考场。作为一种辅助导航方式,地磁匹配的精度决定了地磁导航的可靠程度,而它又直接依赖于地磁基准图的准确性。但是受成本、时间等因素的制约,实际中直接磁场测量的结果往往分布范围小或空间分辨率较低,因而在实测数据基础上准确的重构区域地磁异常场成为地磁导航的关键[1-3]。……