张 晨，张 涛

基于最小磁角的抗干扰水下仿生导航研究

张 晨1,2，张 涛1,2

（1. 东南大学仪器科学与工程学院，南京 210096；2. 微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室，南京 210096）

针对无先验磁图条件下，水下潜航器运动随机性过强，导致其易陷入局部极值区域的问题，开展水下抗干扰仿生导航研究。考虑到水下导航的精准性，提出了一种基于最小磁角的抗干扰仿生导航算法。该方法利用当前位置磁场矢量与目的位置磁场矢量的关系，得到下一个位置的最优估计值，通过磁角的大小评价导航路径的优劣性，建立运动趋势性，从而避免潜航器陷入地磁异常区域。通过在正常磁场和异常叠加场上分别进行仿真实验并对比分析，得到最大位置偏差为0.17，且前进趋势不受磁异常区域干扰，验证了该方案的有效性。

地磁；最小磁角；磁异常；仿生导航；潜航器；抗干扰

1 引 言

地磁仿生导航凭借磁趋势性到达特定目标位置。地磁场是多种参量的混合体，在无先验地磁场的情况下，以终点地磁场多参量为目标值，将多目标的求解与导航运动相结合，构建生物磁趋势性特征。目前常用的地磁导航的导航方法分为两种：一种是基于地磁图的匹配导航方法；另一种是基于地磁模型的滤波导航方法[1]。在地表及其附近运动的载体大多采用地磁匹配导航方法[2-5]，即根据磁传感器测量得到的磁场信息与地磁图进行特征点匹配，从而获得载体较为精确的定位信息。……