基于矢量化特征参数的重力场适配性分析与重力匹配方法研究

批准号:
61673060
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
王博
依托单位:
学科分类:
F0303.系统建模理论与仿真技术
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴太旗、刘彤、丰璐、韩雨蓉、蔺震、肖广娣、刘沛佳、冯晓晴、漆远韬
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中文摘要
水下惯性/重力匹配导航是海洋探测开发和军事综合制海中的关键技术,在实际应用中,必须确定载体所在区域的重力场特征是否适合重力匹配定位,由于地球重力场特征具有稀疏性和不确定性,所以满足传统重力匹配方法的匹配区域少、匹配成功率低、系统匹配导航精度低。本项目从重力场特征分析和匹配方法入手,在重力场适配性分析方面,通过构建适合不同区域的基于矢量化特征参数和统计特征参数的重力场综合适配参数,选取重力场适配区域并提取其边界;在此基础上,将载体在适配区内的运动特性反映到重力采样点间的位置相关性上,通过采样点相互连接构成的采样矢量的尺度和相位关系来校正匹配结果,建立矢量化重力匹配方法,提升重力匹配方法的匹配区域数、提高匹配成功率和系统匹配导航精度,并进行可用性评价。通过实际数据对所提出的方法进行试验验证,从而提高惯性/重力匹配导航系统的可靠性,推动我国水下运载体导航定位技术的快速、稳健发展。
英文摘要
Underwater inertial/gravity matching navigation is a key technique in the detection and development of ocean, also in the military application. In the practical environment, because the gravitational field characteristic of ocean is with extremely sparsity and uncertainty, we should analyze whether the gravitational field of underwater vehicle is suitable for gravity anomaly matching, and then increase the success rate of gravity anomaly matching method to guarantee the accuracy of navigation. In this proposal, we start with gravitational field analysis and matching algorithm, to build comprehensive characteristic parameters of different gravitational fields based on vectorized and statistic characteristic parameters, and then select the suitable area for gravity matching and its boundary. According to the motion characteristic, we use the relationship of different gravity sample point to correct the matching results, and the propose the vectorized gravity matching method and its usability evaluation. We testify the proposed mechanism and methods by practical data. By enhancing accuracy and reliability for the entire system, we could promote a rapid and steady progress of navigation and positioning technology of the underwater vehicle for our country.
水下惯性/重力匹配导航是海洋探测开发和军事综合制海中的关键技术,在实际应用中,必须确定载体所在区域的重力场特征是否适合重力匹配定位,由于地球重力场特征具有稀疏性和不确定性,所以满足传统重力匹配方法的匹配区域少、匹配成功率低、系统匹配导航精度低。本项目从重力场特征分析和匹配方法入手,在重力场适配性分析方面,通过构建适合不同区域的基于矢量化特征参数和统计特征参数的重力场综合适配参数,选取重力场适配区域并提取其边界;在此基础上,将载体在适配区内的运动特性反映到重力采样点间的位置相关性上,通过采样点相互连接构成的采样矢量的尺度和相位关系来校正匹配结果,建立矢量化重力匹配方法,提升重力匹配方法的匹配区域数、提高匹配成功率和系统匹配导航精度,并进行可用性评价。.本项目相关成果已经应用于某国防973项目中,实时重力测量处理精度优于±3mGal,导航系统精度较原水下大型运载体综合导航系统提升1倍,完成了项目的试验验证并顺利通过验收,项目成果得到了专家组和用户单位的一致好评。在国家重点研发计划“海洋大地测量基准与海洋导航新技术”与国家时空基准体系建设相关项目的支持下,2019年9月项目负责人及团队在南海完成了我国首次深海3000米控制点与水下定位试验。在惯导定位误差为2.35nmile的情况下,匹配定位误差最大为0.26nmile。通过实际数据对所提出的方法进行试验验证,从而提高惯性/重力匹配导航系统的可靠性,推动我国水下运载体导航定位技术的快速、稳健发展。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
An Acoustic Communication Time Delays Compensation Method for Master-Slave AUV Cooperative Navigation
主从式AUV协同导航声学通信时滞补偿方法
DOI:--
发表时间:2017
期刊:IEEE Sensors Journal
影响因子:4.3
作者:Guangdi Xiao;Bo Wang;Zhihong Deng;Mengyin Fu;Yun Ling
通讯作者:Yun Ling
A Matching Algorithm Based on the Nonlinear Filter and Similarity Transformation for Gravity-Aided Underwater Navigation
基于非线性滤波和相似变换的重力辅助水下导航匹配算法
DOI:10.1109/tmech.2018.2806350
发表时间:2018-04-01
期刊:IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS
影响因子:6.4
作者:Han, Yurong;Wang, Bo;Fu, Mengyin
通讯作者:Fu, Mengyin
DOI:10.1109/tmech.2017.2774296
发表时间:2018-02-01
期刊:IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS
影响因子:6.4
作者:Han, Yurong;Wang, Bo;Fu, Mengyin
通讯作者:Fu, Mengyin
A Mismatch Diagnostic Method for TERCOM-Based Underwater Gravity-Aided Navigation
基于TERCOM的水下重力辅助导航失配诊断方法
DOI:10.1109/jsen.2017.2685429
发表时间:2017-05
期刊:IEEE Sensors Journal
影响因子:4.3
作者:Yurong Han;Bo Wang;Zhihong Deng;Shunting Wang;Mengyin Fu
通讯作者:Mengyin Fu
A Support Vector Regression-Based Integrated Navigation Method for Underwater Vehicles
基于支持向量回归的水下航行器组合导航方法
DOI:10.1109/jsen.2020.2985998
发表时间:2020-08-01
期刊:IEEE SENSORS JOURNAL
影响因子:4.3
作者:Wang, Bo;Huang, Liu;Fu, Mengyin
通讯作者:Fu, Mengyin
实现双碳目标的能源系统转型风险传导机制与防范策略研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:200万元
- 批准年份:2022
- 负责人:王博
- 依托单位:
完全非线性的Nirenberg问题
- 批准号:12271028
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:45万元
- 批准年份:2022
- 负责人:王博
- 依托单位:
基于大规模冲击实验的居民电力需求响应行为机理、智能预测与管理策略研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2020
- 负责人:王博
- 依托单位:
面向战剂降解的氨基酸功能化仿酶金属有机框架研究
- 批准号:21971017
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:王博
- 依托单位:
基于多源数据的城镇居民用电行为机理、模式及环境综合影响研究
- 批准号:71804010
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:19.5万元
- 批准年份:2018
- 负责人:王博
- 依托单位:
完全非线性共形不变退化椭圆型方程的研究
- 批准号:11701027
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:王博
- 依托单位:
催化活化C-H键金属有机骨架的设计构筑及其作用机理
- 批准号:21471018
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:王博
- 依托单位:
基于纳米多孔材料的二氧化碳原位催化转化
- 批准号:21201018
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:王博
- 依托单位:
舰载惯导系统非线性滤波方法研究及其在传递对准中的应用
- 批准号:61104189
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:王博
- 依托单位:
国内基金
海外基金
