[发明专利]一种长基线水下潜艇匹配导航方法及系统

权利要求书

1.一种长基线水下潜艇匹配导航方法，其特征在于，所述导航方法包括：

通过北斗/GPS接收机确定潜艇的起始点锚固位置；

根据所述起始点锚固位置，确定潜艇的航迹坐标、航迹深度及绝对重力值；其中，惯导系统用于实时测量潜艇在所述起始点锚固位置的航迹坐标，测深仪用于实时测量潜艇在所述起始点锚固位置的航迹深度，重力仪用于实时测量潜艇航迹上的绝对重力值；

使用所述航迹深度校正所述绝对重力值，获得航迹重力异常值；

根据所述航迹坐标和设备误差幅度在重力基准图上确定搜索区域；所述设备误差幅度由惯导系统决定；

将所述航迹重力异常值和所述搜索区域进行分析，得到匹配路径；

所述将所述航迹重力异常值和所述搜索区域进行分析，得到匹配路径具体包括：

根据所述搜索区域确定该搜索区域对应的重力基准子图，所述重力基准图包括多个重力基准子图；

根据所述航迹重力异常值与所述航迹坐标构建航迹重力异常数据序列；

将所述航迹重力异常数据序列与所述重力基准子图进行归一化积相关分析，得到归一化积相关分析结果J_NPC；

将所述航迹重力异常数据序列与所述重力基准子图进行平均绝对差分析，得到平均绝对差分析结果J_MAD；

将所述航迹重力异常数据序列与所述重力基准子图进行均方差分析，得到均方差分析结果J_MSD；

若所述归一化积相关分析结果、所述平均绝对差分析结果、所述均方差分析结果同时满足J_NPC最大，J_MAD和J_MSD最小，则所述航迹重力异常数据序列在所述重力基准子图上的对应位置为所述匹配路径；若均不满足，则将所述搜索区域四边扩大一个分辨率网格，更新搜索区域；

以所述匹配路径为准，将所述惯导系统的所述航迹坐标对应的当前位置挪移到所述匹配路径处。

2.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述使用所述航迹深度校正所述绝对重力值，获得航迹重力异常值具体包括：

将所述绝对重力值归算到大地水准面上，得到水准面绝对重力值；

所述水准面绝对重力值减去正常重力得到重力差值，所述重力差值为所述航迹重力异常值。

3.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述根据所述航迹坐标和设备误差幅度在重力基准图上确定搜索区域具体包括：

读取潜艇惯导系统数据；

对所述惯导系统数据进行卡尔曼滤波；

根据滤波结果计算潜艇的概略位置；

以惯导误差幅度为参考，计算出概略位置范围；

以所述概略位置为中心，以所述概略位置范围为大小，选定搜索区域。

4.根据权利要求3所述的导航方法，其特征在于，所述以所述匹配路径为准，将所述惯导系统的所述航迹坐标对应的当前位置挪移到所述匹配路径处具体包括：

对所述航迹重力异常值进行粗差剔除；所述航迹重力异常值与所述航迹重力异常值平均值之差的绝对值大于3倍标准差的所述航迹重力异常值均视为粗差；

读取所述搜索区域的坐标信息；

从所述重力基准图中提取与所述绝对重力值同点位的重力剖面；

根据所述搜索区域的坐标信息及所述重力剖面计算各个所述绝对重力值对应的采样点相对位置关系；

根据所述相对位置关系计算匹配路径；

根据所述匹配路径修正所述惯导系统的航迹位置，将所述惯导系统挪移到所述匹配路径处。