基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法

1.本发明属于水下导航学技术领域，具体是一种基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法。


背景技术：

2.水下导航与定位技术是保障水下潜器长时远距高精度潜航的关键，惯性导航系统作为一种常见的、高隐蔽性、全天候、自主的无源导航技术，但因惯导误差的时间累积性发散而影响了其在水下导航应用中的实际性能。重力场数据作为一种地球固有属性，不易受气候、海浪等不确定复杂环境影响、比水下地形和地磁场更稳定、具有长时间相对不变性，其作为可靠数据源已被成功应用于水下重力辅助ins导航领域。
3.重力匹配算法是重力辅助ins导航技术的重要组分，其匹配性能直接决定水下导航定位的精度、效率和可靠性。目前常见的重力匹配算法主要有地形轮廓匹配算法(tercom)、迭代最近等值线点算法(iccp)和滤波类算法。相较而言，tercom作为一种序列匹配算法，具有初始误差不敏感性、更好的匹配鲁棒性等优点而得到持续关注和研究。
4.tercom由于匹配域特征少或评估指标伪峰等问题，往往会发生其域内最佳匹配位置距潜器真实位置相对较远的大定位误差现象，即发生(域内)误匹配，进而影响ins系统参数的校准效果及其实际导航性能；同时其最佳匹配定位是通过匹配域内逐格网点遍历搜索、评估比较和迭代更新并最终确定的，运行匹配时间相对较长，即表现出匹配低效性。因此，如何改善其定位可靠性和匹配效率是tercom研究的两个重要议题。
5.针对tercom误匹配方面的研究，wang等以水下地形匹配为例，系统地研究了地形精度、地图分辨率、惯导初始误差等对tercom匹配误差的影响并给出了tercom误匹配的验证性结论；提到由于地形相似性而导致tercom在不同邻近区域内容易出现误匹配。wang等则以水下地磁匹配为例，认为惯导初始误差过大和背景特征较少是导致tercom误匹配的两大原因，并提出一种tercom误匹配诊断的相似度极值探测法，以提高tercom匹配性能。han等指出基准图的大分辨率和重力异常分布的不确定性会导致tercom误匹配发生，将空间秩序约束与决策准则约束相结合而提出一种基于图像配准的误匹配诊断方法(受限空间秩序约束算法)，以实现tercom误匹配筛选和匹配精度的提高。dai等指出匹配区域的特征光滑时tercom、iccp等匹配算法的误匹配概率较高，通过潜器导航特性的拟合模型选择、航迹间仿射变换的误匹配检测和航迹距离比约束而提出一种基于基准数据导航的实时三重约束误匹配检测方法，以实现误匹配点的有效检测并改善算法的匹配可靠性。wang等提到tercom会因初始匹配区域的增大而导致伪峰和误匹配概率增加，且定位结果非常不稳定。wang等指出cor指标一定程度上会导致tercom的误匹配，而msd(mean squared difference)则是一种确定最相关位置的有效匹配指标且其准确性也略高于mad(mean absolute difference)和cor(cross correlation)指标。wang等指出地形适应性较低区域，tercom似然函数易受测量误差影响而产生伪峰和误匹配且较大初始定位误差也会增加伪峰和误匹配数量，同时提出一种基于非线性多地形辅助融合定位的粒子滤波初始化方
法，以提高定位稳定性和精度。
6.针对tercom匹配效率方面的研究，shuai等指出在地形复杂区的地形熵低，对应高相关序列较少则会导致tercom匹配精度低；而在地形平坦区的地形熵高，对应高相关序列较多则会导致tercom定位效率低，故通过匹配序列的动态变化而提出一种基于地形熵的水下定位动态tercom算法，以提高其匹配精度和定位效率。
7.上述研究主要是针对tercom误匹配或匹配效率的单方面研究，特别是误匹配也主要是针对tercom域内误匹配的研究。但囿于ins指示航迹终点的漂移性和tercom匹配域的边界有限性，水下潜器的真实位置可能会位于其有效匹配域的外侧而未被域内所有格网点所覆盖，进而导致较大定位误差的域外误匹配发生。目前关于tercom域外误匹配的研究相对较少，本发明前期已对其展开初步研究并提出slsr模型，测试结果表明：边界最佳匹配点的域外再生匹配机制可有效规避域外误匹配的发生并提高其定位精度；同时通过调控初始匹配域的大小可一定程度上改善算法的匹配效率。但slsr模型的初始匹配域和域外再生匹配域都是通过域内所有格网点的遍历搜索和匹配比较以得到水下潜器的最佳匹配位置，仍然限制了匹配效率的提升空间。因此，需要对水下重力匹配导航的匹配效率再提升和域外误匹配规避机理展开更深入的研究。


技术实现要素：

8.为了解决现有技术中的不足，本发明以水下重力匹配导航的匹配效率改善为目标，以域外误匹配规避性能提升为辅助目标，提出了一种基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法。
9.本发明基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，包括以下步骤：
10.s1，利用水下潜器航行终点处惯导系统输出的指示位置确定预匹配线的中心位置
11.s2，根据水下潜器航行的横纵向惯导漂移误差，计算两条预匹配线上在横向和纵向上的半边格点数目分别为n
row
和n
co
l；
12.s3，根据横向预匹配线上的最佳匹配位置信息和纵向预匹配线上的最佳匹配信息，依据指标值最小化原则，比较和的相对大小并以最佳匹配指标值对应的线上最佳位置和匹配指标值分别作为迁移新域心的中心位置和匹配指标值
13.s4，根据自适应新匹配域中心位置和横向纵向半边长格点数目与确定域内各格点位置坐标并按匹配指标值最优原则确定新匹配域内最佳匹配位置
14.s5，比较并按指标最小化原则而得到域内最佳匹配位置并以此位
置修正惯导系统的对应航迹终点位置，以校准惯导系统内相应传感器的参数并辅助完成水下航行器的高精度潜航任务。
15.优选地，所述步骤s1中，预匹配线的中心位置即为惯导指示终点位置在重力基准图上的最近邻格点坐标其计算表达式为，
[0016][0017]
其中，c表示重力基准图的格网分辨率。
[0018]
优选地，所述步骤s2中，其计算式表达为，
[0019][0020]
其中，σ
x
和σy分别表示ins系统的横向和纵向累积漂移误差。
[0021]
优选地，所述步骤s3中，横向预匹配线上的格点位置作为逆序航迹线的终点，结合航行信息推演出整条逆序航迹线的各航迹点在重力图上的最近邻格点位置并提取格点重力值作为航迹点的替代重力值。
[0022]
优选地，通过逆序得到横向预匹配线上以格点为航迹终点对应的重力替代值序列再计算与实测重力值序列g＝{gi}间的匹配指标值其计算表达式为，
[0023][0024]
其中，表示实测重力序列gi的逆序向量。
[0025]
优选地，得到横向预匹配线上所有格点的对应匹配指标值再按匹配指标最小原则确定横向线上的最佳匹配位置其计算表达式为，
[0026][0027]
同时该横向最佳匹配位置对应的横向最佳指标值和横向格点向量中的位置序号即为和
[0028]
优选地，所述步骤s3中，其计算表达式为，
[0029][0030]
优选地，所述步骤s4中，执行自适应域匹配过程，根据该域心位置处匹配指标值的大小自适应确定调控倍因子λ的取值，其计算表达式为，
[0031][0032]
其中，θ
msd
表示用于调控倍因子λ的匹配指标值的临界阈值。
[0033]
优选地，所述步骤s4中，其横向格点取值以为起始且以为终止，纵向格点取值以为起始且以为终止，则以为域心且以和为横纵向半边长格点数得到域内格点位置计算表达式为，
[0034][0035]
本发明以水下重力匹配导航的匹配效率改善为第一研究目标，以域外误匹配规避性能提升为辅助目标，提出一种新型的域心自适应迁移匹配法(domain-center adaptive-transfer matching method,damm)，以实现水下导航匹配效率和域外定位可靠性的双目标提升。本发明技术方案有益效果在于，damm模型启发于tercom匹配域内评估指标值的环形等高线分布特征，在重力基准图上提取惯导指示航迹终点的最近邻格点坐标，沿该坐标的横-纵方向生成两条初始匹配格点线并按指标最优原则确定线上的最佳匹配点位置；匹配域中心(域心)则自适应从惯导指示近邻位置迁移到横纵向线上的最佳位置，并根据其匹配指标值大小差异性确定域半边长并张成格网匹配域；再按匹配指标最优原则得到该格网域内的最佳匹配位置。damm模型可有效提高水下重力匹配导航的匹配效率和域外定位的可靠性，并在不同重力航迹区表现出良好的适用性。
附图说明
[0036]
为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0037]
图1是本发明tercom算法的水下重力匹配示意图；
[0038]
图2是本发明匹配指标值下tercom域内误匹配和域外误匹配的示意图，其中(a)域内误匹配，(b)域外误匹配；
[0039]
图3是选定模拟区块内的重力基准图(a)和水深图(b)；
[0040]
图4是域外误匹配测试的直观对比统计示意图，其中(a)定位精度折线对比图，(b)定位精度频数分布图，(c)最佳匹配散布对比图；
[0041]
图5是damm的自适应匹配域对域内匹配测试的高效定位示意图，其中(a)0.5σ匹配域，(b)1σ匹配域，(c)1.5σ匹配域；
[0042]
图6是damm对域外匹配测试的有效高可靠性定位示意。(a)1σ匹配域；(b)2σ匹配域；(c)3σ匹配域；
[0043]
图7不同重力区间下域外误匹配测试的对比统计示意图，其中(a1)航迹a定位精度曲线图，(a2)航迹a定位精度频数分布图，(a3)航迹a最佳匹配位置散布图，(b1)航迹b定位精度曲线图，(b2)航迹b定位精度频数分布图，(b3)航迹b最佳匹配位置散布图，(c1)航迹c定位精度曲线图，(c2)航迹c定位精度频数分布图，(c3)航迹c最佳匹配位置散布图。
具体实施方式
[0044]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
[0045]
为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
[0046]
本发明基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，包括以下步骤：
[0047]
s1，利用水下潜器航行终点处惯导系统输出的指示位置确定预匹配线的中心位置
[0048]
s2，根据水下潜器航行的横纵向惯导漂移误差，计算两条预匹配线上在横向和纵向上的半边格点数目分别为n
row
和n
col
；
[0049]
s3，根据横向预匹配线上的最佳匹配位置信息和纵向预匹配线上的最佳匹配信息，依据指标值最小化原则，比较和的相对大小并以最佳匹配指标值对应的线上最佳位置和匹配指标值分别作为迁移新域心的中心位置和匹配指标值
[0050]
s4，根据自适应新匹配域中心位置和横向纵向半边长格点数目与确定域内各格点位置坐标并按匹配指标值最优原则确定新匹配域内最佳匹配位置
[0051]
s5，比较并按指标最小化原则而得到域内最佳匹配位置并以此位置修正惯导系统的对应航迹终点位置，以校准惯导系统内相应传感器的参数并辅助完成水
下航行器的高精度潜航任务。
[0052]
如图1所示，描述了tercom的水下重力匹配机理。tercom作为一种有效的水下重力匹配导航算法，最早被用于解决巡航导弹的地形高度匹配问题。其本质上是一种序列匹配算法，具有较好的匹配鲁棒性，并在大匹配域且采样充足条件下其匹配性能不受初始位置的影响。通常，tercom以3倍惯导误差为半边长张成格网点匹配域，以保证其良好定位精度的同时具有相对较高的匹配效率。
[0053]
为便于数学描述，设水下潜器以航速v沿北偏东航向θ的航迹线为l，以时间间隔δt采样规模n的采样位置序列和实测重力值序列分别记为和g＝gi，其中i∈{1,2,l,n}表示第i个采样点。当i＝n时，ins系统输出的指示航迹终点位置记为
[0054]
在重力基准图上，根据ins指示航迹终点位置的最近邻原则，确定tercom匹配格网域的中心格点坐标为其计算式为
[0055][0056]
其中，c表示重力基准图的格网分辨率，[
·
]表示四舍五入取整模式。则tercom以3倍惯导误差(3σ)为半边长的匹配域单边横纵向格网数分别为n
row
和n
col
，对应的计算式为
[0057][0058]
其中，σ
x
和σy分别表示ins系统的横向和纵向累积漂移误差，表示向上取整模式。则tercom匹配域内的格点位置的计算式为
[0059][0060]
其中，k
row
＝-n
row
:-n
row
+1:l:n
row
，k
col
＝-n
col
:-n
col
+1:l:n
col
。
[0061]
根据水下潜器航速v和航向θ信息，以域内格点为待匹配航迹终点并逆推得到整条待匹配航迹的位置序列其计算式为
[0062][0063]
其中，i＝1,2,l,n，εv和ε
θ
分别表示航速v和航向θ的误差。按格网最近邻原则确定序列rk的各位置点在重力图m上的最近邻格点坐标并提取其重力值作为该位置处的近似替代重力值其计算式为
[0064][0065]
由式(5)可得tercom域内格点对应的近似替代重力序列ak，以匹配指标msd为例，则ak与实测重力值序列g间的msdk计算式为
[0066][0067]
其中，表示实测重力序列gi的逆序向量。注意：k＝1,2,l,(2k
row
+1)
×
(2k
col
+1)表示以左下格点为tercom待匹配域内的第1个格网点且按行顺次遍历所有格点的位置序号，msdk与tercom域内格点是一一对应。
[0068]
为确定tercom域内格点的最佳匹配位置(x
opt
,y
opt
)，根据msd指标最小原则的对应计算式为
[0069][0070]
由上述tercom匹配机理分析可知，tercom需要对ins指示终点所确定的匹配域内的所有格网点进行遍历匹配，通过逆推航迹、提取替代格点重力值、迭代计算匹配指标值等操作，最终得到最佳匹配位置，以实现ins系统控制参数的校准和修正并辅助完成水下重力匹配导航。但该遍历匹配过程相对较为费时，严重影响tercom算法的水下重力匹配导航效率，并表现出匹配算法的低效性及其辅助潜器导航的实时性欠佳。其本质是由于tercom域内所有格网点的无差别遍历匹配比较所导致，因此，可通过一定引导机制调控匹配域的自适应格网生成和格点的类差异性匹配，以提高水下重力匹配导航的匹配效率。
[0071]
误匹配是匹配算法的最佳匹配位置距水下潜器真实位置超过限定阈值的一种匹配现象。航行区域的平坦性或匹配指标的伪峰性，往往会导致tercom域内的误匹配，如图2(a)所示；此外，在前期测试统计分析中发现tercom还存在另外一种误匹配，即tercom匹配域边界限制导致域内最佳匹配位置无法有效逼近潜器真实位置而发生较大定位误差的误匹配，如图2(b)所示。为便于区分两种误匹配，根据最佳匹配位置与潜器真实位置间的相对位置关系，前者为域内误匹配，后者为域外误匹配。
[0072]
由图2分析可知，tercom匹配指标值总体呈环型等高线分布，其域内误匹配的定位误差一般不超过数个格网分辨率而域外误匹配的定位误差却高达数十个格网分辨率。从等高线环心视角，域内误匹配发生时，环心位于tercom匹配域内部且距最佳匹配位置相对较近(位于环心附近)；域外误匹配发生时，环心大概率位于tercom匹配域外侧且距最佳匹配位置相对较远。因此，可借助匹配指标值的环形等高线分布特性，通过一定量的格点预匹配以筛选并自适应生成匹配格网域，以期改善水下重力匹配导航的匹配效率和域外定位可靠性。
[0073]
模拟航迹区块选自的经纬度范围(114
°e–
116
°
e，9
°n–
11
°
n)的海域。为实现选定区块内的快速模拟测试，以双线性插值法对原重力基准图进行插值并同比例缩小为100m
×
100m的重力图，如图3(a)所示；插值后重力图上的格网数为2221
×
2221。插值后100m
×
100m的格网分辨率可为匹配导航的模拟分析提供一个较好平台。此外，为保证水下潜器的安全航行，模拟航迹上的任何采样点均不得小于水深阈值。本发明设定水深阈值为200m，即水深不足200的区域均为水深约束下的航行非适配区，模拟航迹线不得跨越该类非适配区域。图3(b)为模拟区块内的水深3d示意图。模拟实验中水下潜器的重力传感器采样周期为20s，航迹线上的采样点数目为120。
[0074]
为保证实验结果的公平性和有效性，各实验组均独立进行10000次测试，damm算法的指标值临界阈值θ
msd
设为0.05，且以传统tercom算法(3σ)为对比算法。以10000次测试定位精度的均值(ave)、标准差(std)、最差值(worst)和最优值(best)及其平均定位时间(t)作为水下重力匹配导航的性能评价指标。此外，以不超过单位格网对角线长度(即)为有效匹配的判定阈值，则匹配成功率ρ表示有效匹配次数与总测试次数之比。若测试的定位精度超过该判定阈值，则表示该次测试发生误匹配。同时为调控并保证damm算法的高匹配效率，当θ
msd
∈(0.25,0.35]时，倍因子λ＝2.5。
[0075]
实验平台是操作系统为windows 10、cpu为intel(r)core(tm)i7-8565u的笔记本电脑，所有代码都是基于matlab2018a软件编程实现。
[0076]
为进一步直观展示damm对tercom域外误匹配测试的定位对比效果，绘制定位精度折线对比、频数分布图及最佳匹配位置散布对比图，如图4所示。
[0077]
由图4分析可知，damm逐次定位精度几乎均显著优于tercom的域外定位误差且几乎均不超过误匹配的临界阈值，表明所提damm的自适应格网域能够较好覆盖潜器真实位置并实现水下导航的高精度定位。再结合定位精度的频数分布，damm的大部分定位精度约为半个格网分辨率而tercom的则大部分超过3个格网分辨率、甚至超过十个格网分辨率，表明所提damm可实现tercom域外误匹配的高定位可靠性。damm的最佳匹配位置均聚集于潜器真实位置的微小邻域内而tercom的最佳匹配位置却散布在潜器真实位置周围的一个较大范围内、有的甚至距潜器真实位置较远、定位误差较大，验证了所提damm算法具有相对更强的域外大误差潜器位置的再定位匹配能力，以校准ins系统传感器控制参数并辅助完成水下匹配导航。
[0078]
为进一步探究damm算法相对tercom匹配定位的高效性和良好域外定位可靠性的原因，绘制damm的自适应格网域对域内匹配测试的高效定位示例和对域外匹配测试的有效高可靠性定位示意，分别如图5和图6所示。
[0079]
由图5分析可知，damm算法通过横纵向预匹配线格点的指标值最优可实现域心在线上最佳位置的自适应迁移，并以其指标值大小生成半边长差异的匹配格网域，进而通过相对更少的格点匹配以实现水下潜器真实位置的快速高精度定位。tercom算法却因固定大尺度的匹配域生成和域内格网点的无差异性遍历搜索则限制了其匹配效率。结果表明，本发明所提damm算法在指标值引导下匹配域的自适应生成与再匹配可在保证水下重力匹配导航高定位精度的同时实现匹配定位的高效性。
[0080]
由图6分析可知，damm算法可打破传统tercom匹配域的边界限制，通过预匹配线端点域心最佳指标值的大小拓展性生成半tercom域外的自适应格网域，并依概率实现域外潜
器真实位置的高精度定位。域心msd值越小，小半边长格网域即可有效覆盖域外潜器真实位置；反之，则以较大半边长、甚至是与tercom的同等半边长张成以端点为域心的自适应匹配域，以最大限度实现域外潜器真实位置的定位性能。结果表明，本发明所提damm算法在端点域心指标值的引导下可自适应生成跨tercom边界的匹配域及其最佳匹配定位可实现域外潜器真实位置的有效高可靠性定位。
[0081]
上述结论验证了所提damm算法的高水下重力匹配导航效率和域外误匹配定位的高可靠性以及优异的匹配精度。
[0082]
为进一步直观展示damm的优异域外定位性能，绘制对比示意如图7所示。
[0083]
由图7分析可知，damm算法在不同重力区间航迹下的匹配性能有所差异，且均优于tercom算法。damm算法几乎均可有效改善tercom域外误匹配的定位精度，甚至对超15个格网分辨率的大误差也可实现有效匹配；从定位精度的频数分布视角，damm在三种重力航迹下的定位精度几乎均不超过误匹配的判定阈值，甚至定位精度有时仅约半个格网分辨率；针对tercom域外误匹配的潜器真实位置，damm的最佳匹配位置几乎均有效逼近于其微小邻域且显著优于大范围散布的tercom匹配定位，表明所提damm算法在不同重力区间航迹中均表现出良好的域外定位可靠性。
[0084]
上述结果有效验证了本发明的damm算法可有效改善tercom算法的水下重力匹配导航性能，具有更快的匹配效率、更高的域外定位可靠性和更优的定位精度与匹配成功率等。
[0085]
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0086]
以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

技术特征：
1.基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，利用水下潜器航行终点处惯导系统输出的指示位置确定预匹配线的中心位置s2，根据水下潜器航行的横纵向惯导漂移误差，计算两条预匹配线上在横向和纵向上的半边格点数目分别为n
row
和n
co
l；s3，根据横向预匹配线上的最佳匹配位置信息和纵向预匹配线上的最佳匹配信息，依据指标值最小化原则，比较和的相对大小并以最佳匹配指标值对应的线上最佳位置和匹配指标值分别作为迁移新域心的中心位置和匹配指标值s4，根据自适应新匹配域中心位置和横向纵向半边长格点数目与确定域内各格点位置坐标并按匹配指标值最优原则确定新匹配域内最佳匹配位置s5，比较并按指标最小化原则而得到域内最佳匹配位置并以此位置修正惯导系统的对应航迹终点位置，以校准惯导系统内相应传感器的参数并辅助完成水下航行器的高精度潜航任务。2.根据权利要求1所述的基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，其特征在于，所述步骤s1中，预匹配线的中心位置即为惯导指示终点位置在重力基准图上的最近邻格点坐标其计算表达式为，其中，c表示重力基准图的格网分辨率。3.根据权利要求1所述的基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，其特征在于，所述步骤s2中，其计算式表达为，其中，σ
x
和σ
y
分别表示ins系统的横向和纵向累积漂移误差。4.根据权利要求1所述的基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，其特征在于，所述步骤s3中，横向预匹配线上的格点位置作为逆序航迹线的终点，结合航行信息推演出整条逆序航迹线的各航迹点在重力图上的最近邻格点位置并提取格点重力值作为航迹点的替代重力值。
5.根据权利要求4所述的基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，其特征在于，通过逆序得到横向预匹配线上以格点为航迹终点对应的重力替代值序列再计算与实测重力值序列g＝{g
i
}间的匹配指标值其计算表达式为，其中，表示实测重力序列g
i
的逆序向量。6.根据权利要求5所述的基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，其特征在于，得到横向预匹配线上所有格点的对应匹配指标值再按匹配指标最小原则确定横向线上的最佳匹配位置其计算表达式为，同时该横向最佳匹配位置对应的横向最佳指标值和横向格点向量中的位置序号即为和7.根据权利要求1所述的基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，其特征在于，所述步骤s3中，其计算表达式为，8.根据权利要求1所述的基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，其特征在于，所述步骤s4中，执行自适应域匹配过程，根据该域心位置处匹配指标值的大小自适应确定调控倍因子λ的取值，其计算表达式为，其中，θ
msd
表示用于调控倍因子λ的匹配指标值的临界阈值。9.根据权利要求1所述的基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性方法，其特征在于，所述步骤s4中，其横向格点取值以为起始且以为终止，纵向格点取值以为起始且以为终止，则以为域心且以和
为横纵向半边长格点数得到域内格点位置计算表达式为，

技术总结
本发明属于水下导航学技术领域，具体是一种基于域心自适应迁移提高水下导航匹配效率和可靠性的方法。本发明技术方案的DAMM模型启发于TERCOM匹配域内评估指标值的环形等高线分布特征，在重力基准图上提取惯导指示航迹终点的最近邻格点坐标，沿该坐标的横-纵方向生成两条初始匹配格点线并按指标最优原则确定线上的最佳匹配点位置；匹配域中心则自适应从惯导指示近邻位置迁移到横纵向线上的最佳位置，并根据其匹配指标值大小差异性确定域半边长并张成格网匹配域；再按匹配指标最优原则得到该格网域内的最佳匹配位置。DAMM模型可有效提高水下重力匹配导航的匹配效率和域外定位的可靠性，并在不同重力航迹区表现出良好的适用性。用性。用性。


技术研发人员：郑伟 赵世杰 沈祎凡 祝会忠
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：2023.01.03
技术公布日：2023/7/12