[发明专利]地形辅助导航匹配区在线规划与适配性分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种地形辅助导航匹配区在线规划与适配性分析方法包括以下步骤：载体的实时地形高度信息和载体在数字地图上的位置、航向和误差导航信息；根据导航信息在线实时规划待匹配区域；对预加载的数字地图进行全图适配性分析，对规划待匹配区域进行适配性分析；根据待匹配区域的适配分析结果决定是否进行后续的匹配计算；若待匹配区域的适配分析结果满足条件且进入匹配跟踪模式，则根据滤波发散判定准则决定是否切换匹配模式；根据匹配计算结果对导航信息进行校正，完成地形辅助导航。本发明通过在线实时规划待匹配区域及适配性分析、跟踪滤波判定，即可避免冗余计算，有效降低了地形辅助导航的时间消耗，并提高系统定位准确性。

技术领域

本发明涉及导航和定位技术领域，更具体的说是涉及一种地形辅助导航匹配区在线规划与适配性分析方法及系统。

背景技术

地形辅助导航(Terrain Aided Navigation，TAN)作为广泛使用的组合导航系统之一，具有抗干扰能力强、普适度高、便于操作实施等优点，已被应用于飞机、巡航导弹、潜水探测器等多领域。目前地形辅助导航系统主要采用的算法有TERCOM算法和SITAN算法，由于TERCOM算法需要测量一串地形高程序列，因此实时性能不如SITAN算法。

SITAN算法下的地形辅助导航的基本原理是测量载体飞行路径正下方的地形高度，和提前存储的参考高程数据进行比较，采用匹配滤波算法得到载体导航信息误差修正量，对主惯导提供的导航信息进行校正，进而实现辅助导航定位。但是，地形辅助导航系统受地形特征的影响较大，当载体处于地形斜率较大的山区、丘陵等地区时，辅助定位结果较准确；当载体处于地形斜率较小的平原、海面等地区时，辅助定位结果的准确性较低。

因此，为了提高地形辅助导航的准确性，如何提供一种能够在线实时规划待匹配区域，并对带匹配区域进行适配性分析的分析方法及系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种地形辅助导航匹配区在线规划与适配性分析方法及系统，通过在线实时规划待匹配区域及适配性分析、跟踪滤波判定，即可避免冗余计算，有效降低了地形辅助导航的时间消耗，也可以解决系统长时间位于跟踪模式所导致的误差积累滤波发散问题，提高系统定位准确性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种地形辅助导航匹配区在线规划与适配性分析方法，包括以下步骤：

步骤S1：利用传感器测量载体的实时地形高度信息；

步骤S2：利用主惯导获取载体在数字地图上的位置、航向和误差导航信息；

步骤S3：根据导航信息，以航向垂线方向为基准线在线实时规划待匹配区域；

步骤S4：对预加载的数字地图进行全图适配性分析，根据适配性分析结果，对规划待匹配区域进行适配性分析；

步骤S5：根据待匹配区域的适配分析结果决定是否进行后续的匹配计算；

步骤S6：若待匹配区域的适配分析结果满足条件且进入匹配跟踪模式，则根据滤波发散判定准则决定是否切换匹配模式；根据步骤S1提供的载体的地形高度信息选择相应的匹配模式进行匹配计算；

步骤S7：根据匹配计算结果对步骤S2获取的导航信息进行校正，完成地形辅助导航。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明在载体飞行前，预加载数字地图全图适配性分析结果，在飞行中在线实时规划待匹配区域，并进行匹配区适配性分析，利用分析结果完成后续匹配计算，根据跟踪发散判定，筛选匹配结果，进行匹配计算模式切换，最终根据匹配计算结果对导航信息进行校正。本发明一方面避免了因地形不符合导致的无法定位以及定位结果较差的冗余计算，有效降低了地形辅助导航的时间消耗；另一方面也可以解决系统长时间位于跟踪模式所导致的误差积累滤波发散问题，提高了系统定位准确性。