[发明专利]一种基于栅格特征的梯度下降地磁导航方法

说明书

本发明提出一种基于栅格特征的梯度下降地磁导航方法，首先将导航区域栅格化为若干栅格，提取每个栅格内N个点的地磁信息，计算得到当前栅格的栅格特征，建立导航区域的栅格特征数据库；对于在导航区域内的载体，通过栅格特征数据库得到当前栅格对应的栅格特征值，并通过判断目标函数来判断是否到达目标点。本发明通过将导航区域栅格化，利用地磁场本身的趋势性，采用栅格的地磁特征作为导航参数，能够大幅减小磁场的强度和方向随着时间变化的影响。

技术领域

本发明涉及一种基于栅格特征的梯度下降地磁导航方法，属于地磁导航技术领域。

背景技术

地磁导航是以地球磁场的物理属性为基础，为移动载体提供相关的导航信息。地磁导航技术基于的地磁场是一个矢量场，其强度大小和方向是位置的函数，同时地磁场具有丰富的特征，例如总强度、矢量强度、磁倾角、磁偏角等，能够为导航提供丰富的信息。

地磁导航是载体在运动过程中，通过将当前位置的地磁参量与目标位置的地磁参量进行比较，经过导航算法解算出下一时刻载体的航向角，载体在行进过程中利用地磁趋势到达特定的目标位置。地磁导航技术作为一种无源自主导航方法，具有抗干扰能力强、隐蔽性好、无累积误差的优点。

目前采用的地磁导航方法主要都是利用具体的位置点处的地磁参量作为导航参数，但由于地磁场是一个长期变化的磁场，点位置处的磁场强度和方向会随着时间缓慢变化，因此目前采用的地磁导航方法会因点位置处的地磁参量发生变化而导致导航精度不高。

发明内容

现有地磁导航方法中主要利用具体的位置点处的地磁参量作为导航参数，而地磁场中的主磁场是长期变化场，磁场的强度和方向随着时间缓慢变化，因此利用某一确定点的地磁参量进行导航会对导航结果产生影响，针对该问题，本发明提出一种基于栅格特征的梯度下降地磁导航方法，通过将导航区域栅格化，利用地磁场本身的趋势性，采用栅格的地磁特征作为导航参数，能够大幅减小磁场的强度和方向随着时间变化的影响。

本发明的技术方案为：

所述一种基于栅格特征的梯度下降地磁导航方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将导航区域栅格化为若干栅格；

步骤2：提取步骤1中每个栅格内N个点的地磁信息，并利用N个点的地磁信息计算得到当前栅格的栅格特征；

步骤3：由步骤2中提取出的栅格特征，建立导航区域的栅格特征数据库；

步骤4：对于在导航区域内的载体，载体k时刻所在栅格的标识点坐标为(x_k,y_k)，通过栅格特征数据库得到当前栅格对应的栅格特征值为B(x_k,y_k)，判断目标函数

是否满足F(B(x_k，y_k))＜ε，若是，则到达目标点，导航完成，否则进入下一步；其中ε为由导航精度确定的设定值，(x₀,y₀)为起始栅格标识点坐标，(x_T,y_T)为目标所在栅格的标识点坐标，B(x₀,y₀)为起始栅格的栅格特征，B(x_T,y_T)为目标栅格的栅格特征；

步骤5：分别得到当前栅格周围的8个栅格的栅格特征B(x_kj,y_kj),j＝1,...,8；

步骤6：根据公式

得到当前栅格周围8个栅格的目标函数；