刘繁明,张迎发,钱 东,姚建奇

1．哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨 150001;2．中国西南电子技术研究所,四川成都 610036

全张量地磁梯度基准图构建及其组合导航方法

刘繁明1,张迎发1,钱 东2,姚建奇1

1．哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨 150001;2．中国西南电子技术研究所,四川成都 610036

为实现利用地磁梯度数据的惯性/地磁梯度辅助导航,给出移相π/2二维余弦变换时域微分公式,推导出全张量地磁梯度计算公式,实现了高精度地磁梯度导航基准图的构建。并将改进的粒子滤波算法应用于地磁梯度辅助导航系统中,能很好地抑制纯惯性导航系统随时间累积的误差。通过仿真试验分析,验证了地磁梯度数据计算方法以及辅助导航滤波算法的有效性和抗差性,地磁梯度辅助导航系统的定位精度在100 m以内。

地磁梯度辅助导航;惯性导航;导航基准图;余弦变换;粒子滤波

1 引 言

惯性导航属于自主式无源导航,具有完全独立特性,不受任何自然条件或环境干扰的影响,具有全天候、全地域连续工作的特点[1]。然而惯性导航系统中由于存在惯性测量元件误差,如陀螺漂移和加速度计零位误差的存在,导致系统输出的载体姿态、速度和位置误差随时间而积累,难以满足长时间高精度导航定位的要求。

通常采用其他辅助导航方法与惯性导航系统相结合,以克服纯惯导系统的不足,但仍存在一些缺陷。如GPS和无线电导航不是自主式导航,易受人为干扰和电子欺骗,从而完全丧失导航能力[2-3]。……