自然矢量辅助惯性的洋面长航时自主导航技术研究

项目名称： 自然矢量辅助惯性的洋面长航时自主导航技术研究

项目编号： No.61503077

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 其他

项目作者： 祝燕华

作者单位： 东南大学

项目金额： 19万元

中文摘要： 针对洋面运载体长航时自主导航的应用背景，本项目以重力矢量和太阳方向矢量为基准，提出重力、偏振光辅助惯性的无源定位定向方式。深入研究基于大气动态偏振特性的导航技术，揭示偏振模式与航向的内在关系，为重力异常提取提供长航时有效的航向信息；为保证系统自主性和抗干扰，研究无GPS条件下的重力异常在线提取方法，从海洋重力测量信号中分离出微弱的重力异常；为验证方法的有效性，构建半物理仿真平台，研究自然矢量辅助惯性的卡尔曼滤波算法，实现惯性/重力匹配，验证系统性能，并进一步优化模型和参数。本项目提出的自然矢量辅助惯性的导航系统将成为洋面运载体导航的一种新方式，完全摆脱对卫星系统的依赖，具有十分重要的研究意义。

中文关键词： 重力辅助导航；大气偏振光；重力异常；卡尔曼滤波

英文摘要： For the background of marine carrier autonomous navigation for long voyage, gravity and polarization light aided inertial navigation method based on vectors of gravity and direction of the sun is proposed in this project. The navigation technique based on the atmospheric polarization dynamic characteristics is deeply studied, transforming the polarization mode effectively into heading parameter. In order to guarantee the autonomy of the system, the real-time extraction method of gravity anomaly without GPS is discussed, separating the weak gravity anomaly from marine gravity measurement signal. For the purpose of validating the methods discussed above, semi-physical simulation platform is set up. Then, kalman filter algorithm of natural vector aided inertial navigation is researched for gravity matching. Model optimization and parameter adjustment are carried on based on the navigation results. Natural vector aided inertial navigation system proposed in this project will become a new approach for marine carrier navigation, which has important research significance.

英文关键词： gravity aided navigation;polarization light;gravity anomaly;Kalman Filter