本文選題：地磁場 + 地磁建模　； 參考：《北京科技大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：建筑物內(nèi)基于地磁場的定位導(dǎo)航具有重要理論和現(xiàn)實(shí)意義。因?yàn)榈卮艌鍪堑厍虻墓逃匈Y源,是存在于地球周圍的矢量場,所以基于地磁場的定位導(dǎo)航技術(shù)作為一種無源自主導(dǎo)航方法,不需要接收外部信息,具有不依賴于建筑物的基礎(chǔ)設(shè)施,誤差不隨時(shí)間累積等特點(diǎn)。例如在發(fā)生火災(zāi)或者供電系統(tǒng)中斷等情況下,定位導(dǎo)航結(jié)果是不受影響的,這顯示了地磁定位導(dǎo)航獨(dú)特的優(yōu)勢。但是在建筑物內(nèi)的空間中,由于其復(fù)雜的地磁環(huán)境,在建筑物內(nèi)基于地磁場的定位導(dǎo)航研究較少。本文首先分析了建筑物內(nèi)影響地磁分布的各種因素,并進(jìn)行了模型化描述。由于建筑物內(nèi)存在大量的鐵磁物質(zhì),地磁分布很復(fù)雜,因此將鐵磁物質(zhì)進(jìn)行分類并對每一類鐵磁物體的影響進(jìn)行了研究。根據(jù)鐵磁物質(zhì)自身的剩余磁化強(qiáng)度和由外部磁場磁化的磁場強(qiáng)度對周圍地磁分布的影響特點(diǎn),分別抽象為永久磁鐵和鐵磁質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行了模型化的定量描述。其次,提出一種基于地磁場的多參數(shù)定位算法。地磁參數(shù)中的磁場強(qiáng)度結(jié)合加速度參數(shù)進(jìn)行定位,該算法以磁場強(qiáng)度參數(shù)段為單元進(jìn)行定位,能夠降低單點(diǎn)定位算法中的偶然誤差,針對建筑物內(nèi)航向角測量容易產(chǎn)生偏差的缺點(diǎn),具有定位精度不依賴航向角的測量精度的特點(diǎn)。最后,鑒于地磁定位導(dǎo)航之初一般需要進(jìn)行標(biāo)定、不便于使用的缺點(diǎn),提出一種不受硬磁因素影響的定位方法。該方法通過對包含硬磁因素影響的地磁數(shù)據(jù)進(jìn)行解算,實(shí)現(xiàn)不進(jìn)行標(biāo)定也能夠保持定位精度。通過上述三個(gè)方面的研究,建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),在3個(gè)功能不同的建筑物內(nèi)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),分析結(jié)果證明建立的模型和算法是可行和有效的。
[Abstract]:The location and navigation based on geomagnetic field in buildings has important theoretical and practical significance. Because the geomagnetic field is an inherent resource of the earth and is a vector field around the earth, the positioning and navigation technology based on geomagnetic field, as a passive autonomous navigation method, does not need to receive external information. Not dependent on the building of the infrastructure, error does not accumulate over time and so on. For example, in the case of fire or power supply interruption, the location navigation results are not affected, which shows the unique advantages of geomagnetic positioning navigation. However, because of the complex geomagnetic environment in the space of the building, there is little research on the location and navigation based on geomagnetic field in the building. In this paper, the factors affecting geomagnetic distribution in buildings are analyzed and modeled. Because there are a lot of ferromagnetic materials in the buildings and the geomagnetic distribution is very complicated, the ferromagnetic materials are classified and the influence of each kind of ferromagnetic objects is studied. According to the influence of the remanent magnetization of ferromagnetic material and the magnetic field intensity magnetized by external magnetic field on the geomagnetic distribution around it, the permanent magnet and the ferromagnetic particle are modeled quantitatively, respectively. Secondly, a multi-parameter location algorithm based on geomagnetic field is proposed. The magnetic field intensity of geomagnetic parameters is combined with the acceleration parameter to locate, and the algorithm uses the magnetic field intensity parameter as the unit to locate, which can reduce the accidental error in the single point localization algorithm. In view of the shortcoming that the measurement of heading angle in building is easy to produce deviation, it has the characteristic that the positioning accuracy is independent of the measurement precision of heading angle. Finally, in view of the shortcomings that geomagnetic positioning and navigation generally need to be calibrated and not easy to use, a localization method which is not affected by hard magnetic factors is proposed. By solving the geomagnetic data which includes hard magnetic factors, this method can keep the positioning accuracy without calibration. Through the study of the above three aspects, an experimental system has been established, and a large number of experiments have been carried out in three buildings with different functions. The analysis results show that the established model and algorithm are feasible and effective.
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN96

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本文編號：1782763