21世紀(jì)初的前后幾年中,出現(xiàn)了航空磁場(chǎng)矢量分量測(cè)量以及全張量地磁梯度測(cè)量技術(shù)。作為地磁輔助導(dǎo)航研究的一個(gè)重要探索方向,以全張量地磁梯度測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的慣性/地磁梯度輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的研究,符合地磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),并同時(shí)具備無(wú)源性、隱蔽性以及多源高效的匹配特征等優(yōu)點(diǎn)。目前地磁梯度輔助導(dǎo)航技術(shù)的研究仍處于理論探索階段,要付諸實(shí)際應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)工程化,仍存在許多問題亟需解決。論文以巡航導(dǎo)彈巡航段和末制導(dǎo)段中的實(shí)際應(yīng)用需求為研究背景,在分析地磁輔助導(dǎo)航和磁異常目標(biāo)探測(cè)等相關(guān)技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)圍繞基于余弦變換的地磁梯度頻域正演方法、實(shí)用基準(zhǔn)梯度圖聯(lián)合構(gòu)建及其數(shù)據(jù)壓縮存貯算法、基于非線性濾波的慣性/地磁梯度輔助定位算法以及磁異常目標(biāo)反演算法等關(guān)鍵問題開展研究工作。導(dǎo)航基準(zhǔn)圖是實(shí)現(xiàn)地磁梯度輔助導(dǎo)航定位的基礎(chǔ),然而由于全張量地磁梯度測(cè)量技術(shù)以及測(cè)量范圍的限制,通過(guò)航磁測(cè)量獲得大范圍高精度實(shí)測(cè)梯度數(shù)據(jù)仍需要較長(zhǎng)時(shí)間以及大量人力、物力。因此通過(guò)理論算法正演地磁梯度數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航基準(zhǔn)圖的構(gòu)建是目前開展地磁梯度輔助定位研究的重要手段。為獲取高精度全張量磁梯度數(shù)據(jù),論文研究了基于余弦變換的頻域快速正演方法... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：148 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和課題來(lái)源
    1.2 航空磁力測(cè)量及磁力梯度儀技術(shù)的發(fā)展概況
        1.2.1 航空磁力測(cè)量技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.2 磁力梯度儀技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 地磁輔助導(dǎo)航及磁異常目標(biāo)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展概況
        1.3.1 地磁輔助導(dǎo)航的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.3.2 磁異常目標(biāo)探測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
    1.4 論文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第2章 全張量磁梯度頻域計(jì)算方法研究
    2.1 余弦變換定義及其時(shí)域微分定理
        2.1.1 二維連續(xù)余弦變換定義
        2.1.2 二維離散余弦變換定義
        2.1.3 二維余弦變換時(shí)域微分定理及移相π/2的時(shí)域微分定理
    2.2 地磁場(chǎng)矢量分量正演全張量磁梯度的頻域方法
        2.2.1 基于傅里葉變換的地磁場(chǎng)垂向分量正演全張量磁梯度方法
        2.2.2 基于余弦變換的地磁場(chǎng)垂向分量正演全張量磁梯度方法
    2.3 磁源體仿真磁場(chǎng)建模
        2.3.1 球體源仿真磁場(chǎng)及其梯度場(chǎng)建模
        2.3.2 棱柱體源仿真磁場(chǎng)及其梯度場(chǎng)建模
    2.4 仿真實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 算例1: 仿真球體模型磁場(chǎng)及其梯度場(chǎng)理論數(shù)據(jù)驗(yàn)證
        2.4.2 算例2: 美國(guó)加州地區(qū)實(shí)測(cè)地磁場(chǎng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
    2.5 木章小結(jié)
第3章 地磁梯度基準(zhǔn)圖數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建方法研究
    3.1 地磁梯度基準(zhǔn)圖數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建方法
        3.1.1 基于高精度實(shí)測(cè)地磁數(shù)據(jù)的地磁梯度構(gòu)圖方法
        3.1.2 基于地磁場(chǎng)模型和高精度DEM數(shù)據(jù)的地磁梯度聯(lián)合構(gòu)圖方法
        3.1.3 基于地磁場(chǎng)模型和虛擬磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的地磁梯度聯(lián)合構(gòu)圖方法
    3.2 利用DEM數(shù)據(jù)正演全張量磁梯度頻域方法
        3.2.1 二維連續(xù)余弦變換時(shí)域平移定理
        3.2.2 基于余弦變換的Parker正演方法
        3.2.3 利用Parker方法正演全張量磁梯度公式
        3.2.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    3.3 利用重力位場(chǎng)數(shù)據(jù)正演虛擬磁場(chǎng)方法
        3.3.1 重磁位場(chǎng)的泊松公式
        3.3.2 重力梯度數(shù)據(jù)正演虛擬磁場(chǎng)矢量方法
        3.3.3 重力數(shù)據(jù)正演虛擬磁場(chǎng)全張量磁梯度頻域方法
        3.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    3.4 聯(lián)合構(gòu)圖方法應(yīng)用算例
        3.4.1 算例1: 地磁場(chǎng)模型+DEM數(shù)據(jù)的地磁梯度聯(lián)合構(gòu)圖方法驗(yàn)證
        3.4.2 算例2: 地磁場(chǎng)模型+虛擬磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的地磁梯度聯(lián)合構(gòu)圖方法驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于壓縮感知的地磁圖數(shù)據(jù)壓縮方法研究
    4.1 壓縮感知原理
        4.1.1 信號(hào)的稀疏表示
        4.1.2 信號(hào)的線性測(cè)量
        4.1.3 信號(hào)的重構(gòu)
    4.2 導(dǎo)航基準(zhǔn)圖數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)壓縮方法
        4.2.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮方法分析
        4.2.2 基于壓縮感知的數(shù)據(jù)分頻壓縮及重構(gòu)方法
    4.3 利用交替方向算法改進(jìn)的壓縮感知重構(gòu)方法
        4.3.1 結(jié)合TV正則化和l_1范數(shù)最小化的壓縮感知重構(gòu)模型
        4.3.2 壓縮感知重構(gòu)模型公式轉(zhuǎn)化及ALM算法
        4.3.3 ADM算法求解壓縮感知重構(gòu)模型
    4.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    4.5 木章小結(jié)
第5章 地磁梯度輔助定位濾波算法及磁目標(biāo)探測(cè)研究
    5.1 磁異常目標(biāo)探測(cè)方法研究
        5.1.1 基于全張量磁梯度的方向解析信號(hào)方法
        5.1.2 基于余弦變換的方向解析信號(hào)導(dǎo)數(shù)計(jì)算方法
    5.2 磁異常目標(biāo)探測(cè)方法仿真分析
    5.3 慣性/地磁梯度組合導(dǎo)航算法及磁異常目標(biāo)探測(cè)方法
        5.3.1 固定指北半解析式慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差數(shù)學(xué)模型
        5.3.2 慣性/地磁梯度輔助導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)方程和觀測(cè)方程
        5.3.4 基于粒子濾波的磁異常目標(biāo)探測(cè)方法
    5.4 仿真實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 算例1: 慣性/地磁梯度輔助定位仿真實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 算例2: 磁異常目標(biāo)粒子濾波探測(cè)方法仿真實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]機(jī)載地形匹配系統(tǒng)技術(shù)研究[J]. 張亞崇,岳亞洲,王濤,賀凱,王琳.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2012(05)
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博士論文
[1]INS/地磁匹配組合導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)研究[D]. 梁瑩.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[2]地磁導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 寇義民.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]基于壓縮感知和稀疏表示的地震數(shù)據(jù)重建與去噪[D]. 唐剛.清華大學(xué) 2010
[4]衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾接收系統(tǒng)技術(shù)研究[D]. 王新懷.西安電子科技大學(xué) 2010
[5]水下地形導(dǎo)航模型求解與導(dǎo)航區(qū)初選策略研究[D]. 田峰敏.哈爾濱工程大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3182457