[发明专利]一种基于“重力峰”的惯性导航与重力测量双校准方法

权利要求书

1.一种基于“重力峰”的惯性导航与重力测量双校准方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、根据重力场背景图信息选取“重力峰”特征区域，并提取区域内重力场分布关键特征信息；

步骤2、设计航行轨迹并实施航行测量，搜索确定重力异常峰值点，完成惯性导航位置误差和重力测量误差初校准；

步骤3、对惯性导航与重力测量误差的精校准与效果自评估；

所述步骤1的具体步骤包括：

(1)重力峰区域选取：在惯性导航设备重调周期内可到达的海域范围内，根据附近海域重力场分布特点，选取存在峰值，形似山峰的区域；

(2)从该区域重力图中读取重力异常峰值点O的位置信息与重力异常信息，经度值记为Lo、纬度值记为La，重力异常值记为Gra；

(3)根据重力图信息，搜索确定最优方向矢量n及其垂线方向矢量m；

所述步骤1的第(3)步的具体步骤包括：

①令θ角以一定步长从0°向180°，不包含180°，依次变化，每一个θ角对应一个线段E，线段E中点为O点，沿θ角方向；

②对于每一个θ角对应的线段E，令d以一定步长从0向±N依次变化获得线段E的平行线段组{Ei}，对于每一个线段Ei，从重力图插值得到该线段上重力异常，记录线段Ei上重力异常峰值对应位置距离线段中点Oi的距离zi，使用线段E平行线段组{Ei}所有线段的zi的绝对值之和即∑︱zi︱作为线段E的平行线段组{Ei}重力异常峰值所在位置偏离线段中点的程度的量化指标；

③对于所有θ角，选取对应线段E的平行线段组{Ei}上重力异常峰值偏离线段中点最小的方向，即确定∑︱zi︱值最小时对应的θ角，该θ角对应线段E方向为最优方向矢量n，最优方向矢量n逆时针旋转90°得到其垂线方向矢量m；

所述步骤2的具体步骤包括：

(1)载体在惯性导航信息引导下航行进入所选“重力峰”区域，通过沿预设航迹航行，并同步采集惯性导航信息与重力异常测量信息，寻找识别区域重力异常峰值点O3，O3处的惯性导航经纬度坐标值和重力异常测量值，记为Lo3，La3和Grao3；

(2)计算重力异常测量误差：GraErr1＝Gra-Grao3；重力测量实时输出在原输出上补偿GraErr1，完成重力测量误差初校准；

(3)计算惯性导航经度误差：LoErr1＝Lo-Lo3，纬度误差LaErr1＝La-La3；惯性导航经度输出在原输出上补偿LoErr1，惯性导航纬度输出在原输出上补偿LaErr1，完成惯性导航位置输出误差初校准；

所述步骤3的具体步骤包括：

(1)对于完成惯性导航与重力测量误差初校准的惯性/重力自主导航系统，重复步骤2的全部内容，完成惯性导航和重力测量误差的精校准；

(2)分别计算步骤2和步骤3中两次获得的重力异常测量误差值和惯性导航经纬度误差值的差，作为评价惯性导航与重力测量误差同时校准精度的参考依据，实现校准效果的自评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于“重力峰”的惯性导航与重力测量双校准方法，其特征在于：所述步骤2的第(1)步的具体步骤包括：

①确定航迹N1：N1沿最优方向矢量n方向，其中点O1的惯性导航经纬度坐标值分别为Lo1、La1；其中，N1长度为惯导位置精度的4倍以上；

②载体在惯性导航信息引导下沿航迹N1航行，同步录取该航迹各点惯性导航位置值与重力异常测量值，读取航迹N1上重力异常测量峰值点O2处的惯性导航经纬度坐标值，记为Lo2，La2；如受重力测量分辨率所限，重力异常测量峰值对应的并非一个点而是一段，则取这一段中间点为O2点；

③确定航迹N2：N2沿垂线方向矢量m方向，中点为O2点；长度确定原则同N1；

④载体在惯性导航信息引导下沿航迹N2航行，同步录取该航迹各点惯性导航位置值与重力异常测量值，读取航迹N2上重力异常测量峰值点O3处的惯性导航经纬度坐标值和重力异常测量值，记为Lo3，La3和Grao3。