21世紀(jì)初的前后幾年中,出現(xiàn)了航空磁場矢量分量測量以及全張量地磁梯度測量技術(shù)。作為地磁輔助導(dǎo)航研究的一個重要探索方向,以全張量地磁梯度測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的慣性/地磁梯度輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的研究,符合地磁場測量技術(shù)的發(fā)展趨勢,并同時具備無源性、隱蔽性以及多源高效的匹配特征等優(yōu)點(diǎn)。目前地磁梯度輔助導(dǎo)航技術(shù)的研究仍處于理論探索階段,要付諸實(shí)際應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)工程化,仍存在許多問題亟需解決。論文以巡航導(dǎo)彈巡航段和末制導(dǎo)段中的實(shí)際應(yīng)用需求為研究背景,在分析地磁輔助導(dǎo)航和磁異常目標(biāo)探測等相關(guān)技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)圍繞基于余弦變換的地磁梯度頻域正演方法、實(shí)用基準(zhǔn)梯度圖聯(lián)合構(gòu)建及其數(shù)據(jù)壓縮存貯算法、基于非線性濾波的慣性/地磁梯度輔助定位算法以及磁異常目標(biāo)反演算法等關(guān)鍵問題開展研究工作。導(dǎo)航基準(zhǔn)圖是實(shí)現(xiàn)地磁梯度輔助導(dǎo)航定位的基礎(chǔ),然而由于全張量地磁梯度測量技術(shù)以及測量范圍的限制,通過航磁測量獲得大范圍高精度實(shí)測梯度數(shù)據(jù)仍需要較長時間以及大量人力、物力。因此通過理論算法正演地磁梯度數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航基準(zhǔn)圖的構(gòu)建是目前開展地磁梯度輔助定位研究的重要手段。為獲取高精度全張量磁梯度數(shù)據(jù),論文研究了基于余弦變換的頻域快速正演方法... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和課題來源
    1.2 航空磁力測量及磁力梯度儀技術(shù)的發(fā)展概況
        1.2.1 航空磁力測量技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.2 磁力梯度儀技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 地磁輔助導(dǎo)航及磁異常目標(biāo)探測技術(shù)的發(fā)展概況
        1.3.1 地磁輔助導(dǎo)航的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.3.2 磁異常目標(biāo)探測技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
    1.4 論文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第2章 全張量磁梯度頻域計(jì)算方法研究
    2.1 余弦變換定義及其時域微分定理
        2.1.1 二維連續(xù)余弦變換定義
        2.1.2 二維離散余弦變換定義
        2.1.3 二維余弦變換時域微分定理及移相π/2的時域微分定理
    2.2 地磁場矢量分量正演全張量磁梯度的頻域方法
        2.2.1 基于傅里葉變換的地磁場垂向分量正演全張量磁梯度方法
        2.2.2 基于余弦變換的地磁場垂向分量正演全張量磁梯度方法
    2.3 磁源體仿真磁場建模
        2.3.1 球體源仿真磁場及其梯度場建模
        2.3.2 棱柱體源仿真磁場及其梯度場建模
    2.4 仿真實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 算例1: 仿真球體模型磁場及其梯度場理論數(shù)據(jù)驗(yàn)證
        2.4.2 算例2: 美國加州地區(qū)實(shí)測地磁場數(shù)據(jù)驗(yàn)證
    2.5 木章小結(jié)
第3章 地磁梯度基準(zhǔn)圖數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方法研究
    3.1 地磁梯度基準(zhǔn)圖數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方法
        3.1.1 基于高精度實(shí)測地磁數(shù)據(jù)的地磁梯度構(gòu)圖方法
        3.1.2 基于地磁場模型和高精度DEM數(shù)據(jù)的地磁梯度聯(lián)合構(gòu)圖方法
        3.1.3 基于地磁場模型和虛擬磁場數(shù)據(jù)的地磁梯度聯(lián)合構(gòu)圖方法
    3.2 利用DEM數(shù)據(jù)正演全張量磁梯度頻域方法
        3.2.1 二維連續(xù)余弦變換時域平移定理
        3.2.2 基于余弦變換的Parker正演方法
        3.2.3 利用Parker方法正演全張量磁梯度公式
        3.2.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    3.3 利用重力位場數(shù)據(jù)正演虛擬磁場方法
        3.3.1 重磁位場的泊松公式
        3.3.2 重力梯度數(shù)據(jù)正演虛擬磁場矢量方法
        3.3.3 重力數(shù)據(jù)正演虛擬磁場全張量磁梯度頻域方法
        3.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    3.4 聯(lián)合構(gòu)圖方法應(yīng)用算例
        3.4.1 算例1: 地磁場模型+DEM數(shù)據(jù)的地磁梯度聯(lián)合構(gòu)圖方法驗(yàn)證
        3.4.2 算例2: 地磁場模型+虛擬磁場數(shù)據(jù)的地磁梯度聯(lián)合構(gòu)圖方法驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于壓縮感知的地磁圖數(shù)據(jù)壓縮方法研究
    4.1 壓縮感知原理
        4.1.1 信號的稀疏表示
        4.1.2 信號的線性測量
        4.1.3 信號的重構(gòu)
    4.2 導(dǎo)航基準(zhǔn)圖數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)壓縮方法
        4.2.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮方法分析
        4.2.2 基于壓縮感知的數(shù)據(jù)分頻壓縮及重構(gòu)方法
    4.3 利用交替方向算法改進(jìn)的壓縮感知重構(gòu)方法
        4.3.1 結(jié)合TV正則化和l_1范數(shù)最小化的壓縮感知重構(gòu)模型
        4.3.2 壓縮感知重構(gòu)模型公式轉(zhuǎn)化及ALM算法
        4.3.3 ADM算法求解壓縮感知重構(gòu)模型
    4.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    4.5 木章小結(jié)
第5章 地磁梯度輔助定位濾波算法及磁目標(biāo)探測研究
    5.1 磁異常目標(biāo)探測方法研究
        5.1.1 基于全張量磁梯度的方向解析信號方法
        5.1.2 基于余弦變換的方向解析信號導(dǎo)數(shù)計(jì)算方法
    5.2 磁異常目標(biāo)探測方法仿真分析
    5.3 慣性/地磁梯度組合導(dǎo)航算法及磁異常目標(biāo)探測方法
        5.3.1 固定指北半解析式慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差數(shù)學(xué)模型
        5.3.2 慣性/地磁梯度輔助導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)方程和觀測方程
        5.3.4 基于粒子濾波的磁異常目標(biāo)探測方法
    5.4 仿真實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 算例1: 慣性/地磁梯度輔助定位仿真實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 算例2: 磁異常目標(biāo)粒子濾波探測方法仿真實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]地磁導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 寇義民.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]基于壓縮感知和稀疏表示的地震數(shù)據(jù)重建與去噪[D]. 唐剛.清華大學(xué) 2010
[4]衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾接收系統(tǒng)技術(shù)研究[D]. 王新懷.西安電子科技大學(xué) 2010
[5]水下地形導(dǎo)航模型求解與導(dǎo)航區(qū)初選策略研究[D]. 田峰敏.哈爾濱工程大學(xué) 2009



本文編號：3182457