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申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明提出了基于PSO和ICCP的地磁匹配导航方法，步骤包括：1、在地磁匹配时间段内获取地磁测量值以及同时刻的惯性导航系统INS指示坐标；2、采用多次匹配选取最优轨迹的策略，由滑动窗口在全局搜索区域中生成子区域，每次匹配分别在不同子区域内由四叉树生成初始化粒子，再先后使用PSO、ICCP对惯导指示轨迹分别进行粗、细匹配，从而获取一系列的候选轨迹；3、将最优轨迹的选取视作多属性决策问题，对每一条候选轨迹，分别使用其与真实轨迹的磁测序列的轨迹相关性和ICCP算法收敛度进行综合评价，进而选取最优轨迹输出，可以有效消除惯导累计误差，提高组合导航系统的定位精度。

主权项：1.基于PSO和ICCP的地磁匹配导航方法，包括如下步骤，其特征在于：1以固定频率采集载体的位置与对应点的地磁场强度，并由惯导系统输出一条惯导指示轨迹各轨迹点位置对应的地磁实测值为2之后采用多次匹配选取最优轨迹的策略，由滑动窗口在全局搜索区域中生成子区域，在滑动窗口指示的初始化子区域内随机生成一系列服从二维正态分布的粒子，之后通过四叉树法管理优化随机生成的初始化粒子，剔除冗余粒子；由PSO对惯导指示轨迹进行粗匹配，每个粒子由一组轨迹修正参数构成，对应一条经过仿射变换的匹配轨迹，粒子u＝[px,py,a,θ]，参数分别表示惯导指示轨迹在x，y方向的平移修正、航向角修正与缩放修正，则该粒子对应的匹配轨迹为： 其中为粒子对应轨迹的第i个轨迹点坐标，为惯导指示轨迹的第i个轨迹点相对于初始轨迹点的相对位置坐标；PSO在初始化区域通过四叉树生成初始粒子后，通过对粒子的不断迭代更新，使惯导指示轨迹不断逼近真实轨迹，最终输出最优匹配轨迹，粒子的迭代更新公式为： 其中和分别为第t次迭代中第i个粒子的速度和位置，c1、c2是学习因子，r1、r2是均匀分布在[0,1]上的随机数，w是惯性权重，pi和pg分别是当前粒子经历过的最优位置和全局最优粒子位置；粒子的优劣由粒子适应度评价，粒子适应度fit磁测量序列和粒子轨迹在地磁基准图中的对应地磁值序列的绝对平均差计算： 3之后再使用ICCP对PSO获取的粗匹配轨迹进行细匹配，ICCP匹配算法以待匹配轨迹X的最近等值线点序列S为目标，通过对轨迹迭代进行刚性变换T，得到轨迹Y，使每个轨迹点在地磁基准图中的对应地磁值序列尽可能接近实际航迹p的磁测数据在地磁基准图上对应的地磁等值线C；重复上述步骤直到连续两次迭代的轨迹变换差小于设定阈值，以最后一次迭代后的轨迹作为此次匹配的结果，终止条件由下式计算： 其中，θnow、θbefore和lnow、lbefore分别为前后两次刚性变换的角度和长度，δθ和δl分别为设定的角度和长度阈值；4对惯导指示轨迹重复进行2、3中的匹配，获取M条候选匹配轨迹，通过ICCP算法收敛度和匹配轨迹与真实轨迹的轨迹相关性对各轨迹进行评价，并基于多属性决策选取最优轨迹输出；ICCP算法收敛度通过输出轨迹和ICCP最后一次迭代的最近等值线点序列之间的平均欧式距离描述： 其中，Dj是第j条候选轨迹的算法收敛度，N是轨迹点数目，Yi是候选轨迹点，Si是最后一次迭代的最近等值线点，Wi是该点权重；匹配轨迹与真实轨迹的轨迹相关性Cj由线性相关性Rj和地磁强度相关性Ij共同描述： Cj＝I'j+R'j其中R'j和I'j分别为经过归一化处理后的线性相关性和地磁强度相关性；之后使用熵权法对算法收敛度和轨迹相关性加权融合，得到轨迹综合评价指标，选取最优轨迹输出，实现对惯导累积误差的有效消除和高精度自主导航定位。

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百度查询： 东南大学 基于PSO和ICCP的地磁匹配导航方法