一直以來,導航技術在各領域均展現(xiàn)出重要的作用。慣導系統(tǒng)因其獨特的優(yōu)點成為潛艇的主要導航設備,但慣性器件、微傳感器存在誤差與漂移,慣導定位誤差隨時間積累,需定期誤差校正。近年來,光學原子磁力儀廣泛應用到航空磁測領域,應用光學原子磁力儀可獲取高精度的地磁數(shù)據(jù),使得地磁輔助導航能夠提供高精度的導航信息校正源;慣性/地磁組合導航為潛艇提供了精準的導航信息。實現(xiàn)水下地磁導航技術的關鍵問題之一為建立高精度、高分辨率的水下地磁數(shù)據(jù)庫,而目前地磁數(shù)據(jù)庫的建立最直接、最有效的方法為位場延拓技術。為達到建立高精度、高效率的地磁數(shù)據(jù)庫的要求,本文對位場延拓技術展開研究。針對地磁位場向下延拓的延拓深度小、穩(wěn)定性差等問題,論文研究了大范圍、快速、穩(wěn)定的位場向下延拓算法。本論文所做主要工作為磁異常數(shù)據(jù)向下延拓迭代算法的改進研究。在磁異常數(shù)據(jù)延拓處理中,快速傅里葉變換在頻率域處理數(shù)據(jù)時會出現(xiàn)邊界效應;以迭代法為例,研究了邊界效應的原因及提出區(qū)域遞進擴邊方法,以便在數(shù)據(jù)處理過程中去除邊界效應的影響。利用理論模型和實測數(shù)據(jù)對不同擴邊方法擴邊后的磁異常數(shù)據(jù)通過迭代法進行實驗對比,實驗表明通過“擴邊-處理-縮邊”后的磁異常數(shù)據(jù)延拓具有更高的延拓精度。同時,本文還研究了磁異常向下延拓的廣義逆算法,該方法的延拓算子與Tikhonov正則化算子的數(shù)學表達式一致。波數(shù)域廣義逆算子中的阻尼因子大小以往均根據(jù)經(jīng)驗給出,而本文根據(jù)正則理論,利用L-曲線法選取最優(yōu)阻尼因子參數(shù),最后利用理論模型數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)分別對該方法進行了驗證,結果表明該方法具有更高的延拓精度。最后,本論文將迭代法與位場向下延拓廣義逆算法相結合,在迭代法向下投影的步驟,使用了波數(shù)域廣義逆算子進行向下延拓,構成補償向下延拓方法,將補償向下延拓的波數(shù)域延拓因子的遞推形式改變?yōu)殛P于阻尼因子、延拓深度、補償次數(shù)的一步補償算子。理論推導出一步補償算子的濾波因子,并討論了該濾波因子的頻率特性;最后,對一步補償算子的收斂性以及正則性進行分析,證明了一步補償算法為一種正則化算法。理論模型數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)分別驗證對比廣義逆算法、迭代補償算法、一步補償算法三種延拓算法,驗證了一步補償算法比其他兩種算法具有更好的穩(wěn)定性以及更高的計算效率。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：U666.1;U674.76
【部分圖文】：

2 章 磁異常數(shù)據(jù)延拓的基本原理量場，是時間與空間的函數(shù)。地磁導航不接收、、自主性、全天時的特點，屬于無源導航[49]。水地磁數(shù)據(jù)，通過水下航行器測量水下位置的磁前是不可取的；目前有效的辦法是利用航行器測技術對海面上的磁場數(shù)據(jù)進行向下延拓。水下成、特征等基本理論知識以及位場延拓技術的基的形式存在，近地空間每點的總強度矢量 T 均可

9圖 2.2 T 與aT 、0T 關系圖正常場矢量0T 之間的夾角，量的關系可由余弦定理描述2 20 0 2 cos a aT T T T T 式(2-8)。2 20 0 0 2 coa a T T T T T 同時取平方然后除以20T 可2 20 0 02 2 a a TT TT T T0T 且a T T，因此上式(2- cosaT T θ

第 2 章 磁異常數(shù)據(jù)延拓的基本原理發(fā)散性，對任何波數(shù)的噪聲具有發(fā)散作用，隨著波數(shù) u, v的增大，高波數(shù)區(qū)域內(nèi)微弱的噪聲都會被無限放大，導致磁異常信號被淹沒，因此磁異常向下延拓具有不穩(wěn)定性。為直觀察磁異常波數(shù)域向上延拓與向下延拓因子的頻率特性，其頻率特性如圖 2.4所示。
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2842091