简介：通过对当前用于海洋重力场格网插值的四种常用算法（距离倒数加权法、Kriging法、径向基函数法和改进的二次曲面Shepard方法）进行分析,以相对规则、不同密度的两组数据作为基准数据进行了插值比较。实验结果表明,基于改进的Shepard插值算法相对于其它三种算法具有速度快、精度高的优点,比较符合当前海洋重力数据获取的现状,是进行高精度重力图生成的有效方法。

简介：利用地球物理场进行辅助匹配导航是组合导航技术研究领域的新方向,该技术为水下潜器无源定位提供新的手段。迭代最近等值线算法作为重要的匹配导航算法之一,但存在实时性不强、搜索速度慢等缺点。考虑到以上两方面缺点,采用固定初始序列长度的方式对算法采样结构进行改善并推导出单点迭代公式,同时采用滑动窗搜索方式缩小搜索范围提高算法速度,最终实现实时ICCP算法设计。基于MATLAB平台下实现了实时ICCP算法重力匹配仿真系统,仿真系统采用0.4′×0.4′重力异常数据库。由仿真结果可以看出,该实时ICCP算法能够实现单点迭代,匹配结果能实时跟踪真实航迹且匹配精度能达到一个重力图网格。

简介：基于ICCP算法的重力匹配定位可以用于限制推算定位随航行时间增长的位置误差.给出了ICCP算法的设计思想,同时针对算法的假设前提进行了推广,使算法能够在考虑重力传感器测量数据存在误差的情况下,实现推位航法的误差校正.仿真结果证明这种推广具有较好的定位精度,能够满足AUV的导航要求,对实现AUV的自主无源导航有重要意义.

简介：本文论述了重力梯度仪在惯性导航、地球科学、地质科学中的重要作用以及重力梯度仪的现状和前景，着重评述了旋转加速度计重力梯度仪、静电加速度计重力梯度仪和超导重力梯度仪的现状和发展，最后指出了对重力梯度仪的应用和发展需要进一步研究的问题

简介：根据重力信号微弱和非平稳的特点，提出了一种小波滤波器与有限脉冲响应滤波器（FIR）级联的去噪方法。该方法针对噪声特点，在小波强制阈值滤波之后级联一个低阶FIR滤波器以去除色噪声的影响，基于实测重力信号的时域和功率谱处理结果，说明级联滤波能够在含有强噪声的原始信号中提取出微弱的重力信号。该方法既可以抑制小波滤波起始和结束阶段的波形畸变，又省去了FIR滤波需要调整参数的繁琐，具有工程实用性。

简介：基于超导的迈斯纳效应与超导量子干涉技术,结合柔性并联机构理论,设计一种基于超导的全张量重力梯度敏感头。敏感头采用6个完全相同的同时具有移动与转动自由度的敏感结构,对称的布置在正六面体外,对称面的两个敏感结构相对旋转90°成垂直状态。轴向间距使两个敏感结构直接测量重力梯度轴向分量,相互垂直使两个敏感结构既可以测量重力梯度交叉分量,也可以测量共模角加速度。利用超导线圈的电感变化响应质量块位移,进一步通过超导回路将其转变为磁场变化,并由超导量子干涉器进行检测。敏感结构采用8分支的柔性并联机构支承,构成空间对称的形式,可以实现对称的力学特性,保证各处的柔性铰链产生均匀变形,减少非对称的偏移,避免单一铰链的应力集中,具有沿轴移动刚度与绕轴转动刚度小、非设计的寄生误差方向刚度大的优势。在惯性系下的全张量重力梯度值可由坐标变换得到,可以预期得到1E的测量精度。

简介：惯导固有原因使得载体长时间航行累积大量误差.可通过重力梯度量测与惯导组合导航方法来修正导航误差.先对重力梯度仪与惯导组合导航原理进行阐述,提出重力梯度仪辅助INS(GAINS)的系统框架图,对导航用重力梯度图和重力梯度仪进行分析,设定组合量测方程.然后根据状态空间方程的特点,提出使用边缘Cubature粒子滤波(CPF)进行融合估值.通过理论方法证明其对方差的减小,同时给出算法流程.相同条件下与已有APO-PF算法仿真进行经纬度RMSE结果对比,表明该算法估值精度更高;并用CEP对导航误差研究,得到在性能较低的惯导条件下、在梯度仪1E2和10E2噪声下4h的CEP数值分别为0.044nmile和0.072nmile的结果.最后对状态方程简化,定性分析出其余状态量的估值效果.

简介：提出一种重磁观测值数值模拟方法,用于地下空穴测量数据的解释和反演算法研究。采用更具结构灵活性的旋转椭球体作为地下空穴模型,在重力异常和重力梯度异常计算表达式的基础上,推导其磁异常计算表达式,实现空穴重磁异常信号的分析计算;借助扰动位的功率谱密度函数实现重力异常谱和重力梯度异常谱的计算,经傅立叶逆变换到空间域实现背景场统计学模拟;采用高斯白噪声模拟测量仪器或其它随机噪声信号。将三部分数据叠加并进行数值仿真,证明该方法合理有效。

简介：从模式识别的角度分析了搜索模式下水下运载体的重力匹配问题,利用模式识别神经网络实现重力匹配定位。在重力图匹配时,以惯性导航仪指示位置为中心规划真实位置的网格点搜索范围,从参考重力图上提取相应一系列的重力数据,与对应网格点的位置一起定义成多个模式类,构造相应的模式识别概率神经网络,运用该神经网络将实时重力测量数据识别到某个模式类,对比模式类的定义确定载体位置。在实测重力图上对重力辅助惯性导航系统进行了计算机仿真研究。结果表明,在重力场特征显著区域该重力匹配算法能够有效减小厄特弗斯效应的影响,其导航系统定位误差小于一个重力图网格,匹配率在80%以上,匹配效果优于一般的相关匹配算法。

简介：为了消除水平加速度引起的重力测量误差，为重力辅助导航系统提供准确的实时重力信息，在分析水平加速度改正原理的基础上，根据平台坐标系与方位捷联地平坐标系之间的关系，得出了水平加速度改正的计算公式；基于陀螺稳定平台的误差方程，设计了用于估计平台水平误差的自适应卡尔曼滤波器，并提出了采用平台加速度计测量值推算载体水平加速度的方法。平台误差估计及水平加速度改正的仿真结果表明，采用自适应卡尔曼滤波估计平台水平误差，以及用平台加速度计测量值推算载体水平加速度的方法能实现在线水平加速度改正，并能够满足较高的精度要求。

简介：基于计步的传统航位推算的手机导航方法要求手机保持相对人体固定位置以保证航向的准确性,该要求严重影响了用户体验。针对行人的手机姿态改变和高精度定位的行人导航需求,提出了一种重力辅助和模拟零速修正的航向补偿方法。手机姿态发生改变时候的航向角度补偿可以采用手机重力计输出数据进行辅助判断;通常脚部捆绑式惯性导航定位中采用的航位推算技术无法应用于行人手持的手机,所以不具备零速修正算法的基本条件,为此提出了一种应用于行人手持手机的模拟零速修正算法,通过检测行人步态,采用卡尔曼滤波有效抑制了手机的航向发散。行人的综合行走实验结果表明,基于重力辅助和模拟零速修正的手机航向修正方法,能够自主判断并补偿由于手机使用方式改变造成的航向误差,在行走196m距离的情况下,行走误差仅有1.2%,有效提高了行人定位精度。

简介：为了提高潜器导航定位精度，针对等值线算法在惯导系统初始误差较大时易发散的问题，提出基于概率神经网络调优的等值线改进方法。首先，在搜索区域内，利用概率神经网络算法对惯导系统航迹进行调优，并经过卡尔曼滤波器与惯导系统航迹进行信息融合形成待匹配航迹；在此基础上利用实时等值线算法得到最佳匹配位置。分别在不同初始条件下进行仿真分析，得出概率神经网络算法在大的初始误差下不易发散但定位精度不高的结论，然后在潜器行驶6h后，初始误差为5.438？的条件下进行仿真验证，结果表明，改进方法定位精度均值优于0.537？，从而证明改进方法是有效的，即使在大的初始误差下仍然能够达到较高的定位精度。

简介：加速度计是旋转加速度计重力梯度仪的核心元件，梯度信号测量要求其加速度计具有高分辨率和低的噪声水平，这就需要对现有石英加速度计进行改进，通过表头抽真空，提高控制回路增益来抑制噪声，提高分辨率。抽真空后表头近似为无阻尼状态，其控制回路中需增加阻尼补偿的环节，避免系统在工作频段附近出现振荡；并且，对控制回路中的校正环节也进行了重新设计，加入积分环节，使系统对位置信号的稳态误差为零，大幅度提高工作频段的系统开环增益，从而有效地提高了系统的动态测量精度。

简介：根据重力无源导航的基本要求,建立了速率方位惯性平台/计程仪/重力匹配组合导航系统的工作模式,给出了该组合导航系统的误差状态方程、测量方程和扩展Kalman方程.由于重力传感器是在运动载体上测量重力的,其输出包含当地重力大小和厄特弗斯效应,所以在该组合导航系统Kalman滤波器中考虑了厄特弗斯效应.采用matlab/simulink工具对该组合导航系统在分辨率为的数字重力异常图上进行了计算机仿真研究.仿真结果表明:该组合导航系统长时间定位误差小于导航系统目标误差的(RMS),在重力异常显著变化地区其定位误差将更小.

简介：为了有效地消除重力异常畸变对海洋重力仪测量精度的影响,得到更高精度的重力异常测量值,根据随机过程理论,分析了重力异常状态方程,并对H∞滤波算法和自适应卡尔曼滤波算法进行了理论对比分析,将其应用到消除重力异常畸变系统中.为了避免滤波发散,自适应卡尔曼滤波采用降阶的Sage-Husa算法.理论分析和仿真实验表明:H∞滤波算法和自适应卡尔曼滤波算法都具有较好的滤波收敛特性,并能在一定程度上有效地消除重力异常畸变对重力异常测量精度的影响,但自适应卡尔曼滤波的性能优于H∞滤波.

简介：适合陆基使用的旋转重力梯度仪采用多个加速度计的组合输出,能有效地抑制平台的共模噪声,实现对地球表面微小重力梯度变化信号的测量。其关键技术之一就是对多个加速度计进行动态匹配调节,通过实时反馈来降低多种噪声和误差,从而降低对研制单个加速度计的性能要求。本文结合旋转重力梯度仪中加速度计的匹配调节方法,以重力梯度测量分辨率达到1E为目标分析,结果表明对加速度计的标度因子一致性匹配需要达到10-11的量级,对二阶非线性因子调节同样需要达到~10-11g/g2的量级。

简介：基于惯性系的双矢量定姿方法选择惯性系中的两个重力视运动向量作为不共线矢量,解决了传统双矢量定姿方法在晃动基座条件下易受载体角运动干扰而无法实现对准的问题,但该方法仍需要精确的地理纬度信息以参与对准计算。针对未知纬度条件下的SINS抗晃动自对准问题,提出了一种基于重力视运动的三矢量自对准方法。该方法将初始对准问题归结为求解当前时刻导航系相对于初始时刻载体系的姿态矩阵问题,并利用矢量运算进行求解,仿真结果表明：加速度计随机测量噪声会映射为重力视运动随机噪声,降低对准精度;当加速度计随机噪声量级较大时,会带来对准计算失败。针对噪声问题,引入Daubechies（db4）小波进行5层分解来实现对重力视运动的降噪,并选择去噪后的重力视运动向量参与三矢量定姿解算,仿真结果表明：db4小波具有良好的去噪效果,基于小波去噪的三矢量自对准方法可以有效完成未知纬度条件下的SINS初始对准。