[发明专利]一种基于多维空间重力梯度信息的潜器定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于多维空间重力梯度信息的潜器定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获取实测重力灯塔，具体包括：

获取先验重力灯塔形态参数：先验重力灯塔外切椭圆长轴长度a、短轴长度b、形态走向角度α；

根据所述先验重力灯塔形态参数确定稀疏测区范围：首先计算惯导系统此刻的位置偏差PC，然后确定稀疏测区是以惯导系统此刻指示位置为中心，宽为bcosɑ+2PC，高为acosɑ+2PC的矩形；

根据所述稀疏测区范围确定3条测线：在所述稀疏测区范围内，确定3条测线，测线间距为方向为α，长度为

获取3条测线对应的水下重力异常数据，并根据所述水下重力异常数据确定3条测线对应的海平面重力异常数据，具体包括：

设潜器在水深h处测量，3条测线对应的水下设定测点重力异常数据为Δg_h(L_n,B_n,h)；其中，Δg_h表示3条测线对应的水下设定测点重力异常数据；L表示惯导系统指示经度；B表示惯导系统指示纬度；h表示深度计显示的潜器水深；n表示设定测点个数；根据计算3条测线对应的海平面重力异常数据，计算过程如下：

1)从预装重力灯塔数据库中取Δg(L_i,B_i,0)为Δg₀(L_i,B_i,0)的初值；

2)计算

3)计算Q＝Δg_h-P；

4)计算Δg'＝Δg+Q；

5)计算

6)计算Q'＝Δg_h-P'；

7)若Q'≤YZ，则终止，此时的P'即为Δg₀(L_i,B_i,0)的取值；若Q'YZ，则返回到4)；

其中，P为计算水下当前位置向上延拓至海洋表面过程得出的重力异常改变量；Q为水下当前位置向上延拓至海洋表面的重力异常值；Δg₀为海平面重力异常数据；i表示第i个测点；L_i表示第i个测点的惯导指示经度；B_i表示第i个测点的惯导系统指示纬度；P′表示延拓迭代初值；Q′表示迭代偏差；YZ表示延拓迭代阈值，单位为mGal；

根据所述稀疏测区范围确定的3条测线，利用反距离加权算法确定剩余的四条测线，具体包括：

利用确定的3条测线，使用反距离加权算法外推出四条测线，使得所述稀疏测区的已知测线数达到七条；其中，外推测线位置分别为3条测线两两中间插值出一条和3条测线外两边各插值一条；

根据3条测线对应的海平面重力异常数据确定剩余的四条测线对应的海平面重力异常数据：剩余的四条测线中设定测点重力值δg计算公式为：

其中，λ_i表示反距离加权因子；S_i表示3条测线对应的海平面重力异常数据中的设定点与剩余的四条测线对应的海平面重力异常数据中的设定点的距离；

根据3条测线对应的海平面重力异常数据和剩余的四条测线对应的海平面重力异常数据确定实测重力灯塔；

根据所述实测重力灯塔，利用面匹配算法，确定最佳匹配重力灯塔；

根据所述实测重力灯塔确定每个维度对应的实测重力梯度图以及每个所述实测重力梯度图的经纬度；其中，维度数为六个；

根据所述最佳匹配重力灯塔确定每个维度对应的最佳匹配重力梯度图以及每个所述最佳匹配重力梯度图的经纬度；其中，维度数为六个；

根据六个维度的实测重力梯度图、六个维度的实测重力梯度图的经纬度、六个维度的最佳匹配重力梯度图和六个维度的最佳匹配重力梯度图的经纬度，利用相似度对比确定水下潜器的经纬度。