张　璐，武　凛，柴　华，王虎彪，王　勇

(1.中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室，武汉 430077；2.中国科学院大学，北京 100049)

0　引言

水下AUV的研究和发展有着重要的战略和经济意义，长时间的水下隐蔽航行需要精确自主的导航系统。目前的水下导航系统一般以惯性导航系统(INS)为主体，但是INS的定位误差是随时间积累的，需要采用其他辅助导航手段来进行重调和校正[1-3]。而重力辅助导航在测量重力场信息时，既不向外发射信号也不需要接收外部信号，因此重力辅助导航是实现水下无源自主导航的重要技术手段之一。AUV在航行过程中，通过重力传感器获取重力场特征，将实测的重力与载体上预先装配的重力基准图进行对比，利用匹配定位算法得到最佳匹配位置，在基准图上对载体实现定位。在匹配定位过程中，匹配区域的重力场特征是影响匹配定位结果的重要因素之一[4-5]。由于不同区域的重力场特征分布不同，因此在重力辅助导航中，适配区的选择尤其重要。

目前，重力匹配适配区选择主要采用基于特征值计算的方法，有信息熵法、绝对粗糙度法、平均重力变化法(AGD)以及双近邻模式法等。但由于重力数据以及水下航行的特殊性，以往研究和仿真试验结果表明，每一种单一的算法各有优缺点：信息熵法得出的特征值范围小，包含的信息量不足；绝对粗糙度法与AGD法类似，匹配定位结果与特征值的相关性不明显；双近邻模式计算的出的特征值范围大，但同时使得单次匹配时间增长[6-10]。……