面向辅助导航的海洋重力异常信息实时提取与误差补偿方法

当前重力参数误差已经成为高精度惯导系统的主要误差源。进一步提高水下运载体惯导系统精度的有效途径在于随载体实时测量用以修正惯导系统的高精度重力异常信息。本研究面向辅助导航的应用要求，研究重力仪测量信号中的微弱重力异常信息实时提取和误差补偿方法，包括基于独立分量分析的重力异常信息信噪分离、基于小波变换和独立分量分析的重力异常特征点的检测和定位、外界复杂干扰引起的随机测量误差补偿以及重力仪随机漂移误差的在线建模和补偿方法，这对于提高惯导系统精度，延长系统重调周期，进而增强其运载母体的效能具有重要意义，同时研究成果对于海洋调查和资源勘探、重力学研究等科学研究以及国民经济建设领域也具有积极意义。

水下运载体在诸多领域应用广泛，但由于其工作环境的特殊性，导航手段大多以惯性导航为主。目前，构建重力/惯性组合导航系统是提高水下惯性导航精度的重要途径，也是近年来组合导航领域的研究热点之一。.本项目研究了微弱重力异常信号提取、信号特征点识别、复杂动态外界干扰引起的重力异常随机测量误差和重力仪随机漂移误差补偿等问题，建立了适合于微弱海洋重力异常信息提取和误差补偿的数据处理方法，为面向特定环境辅助导航的重力异常信息提取与处理提供了可靠的理论和技术支持，为未来开展重力辅助导航技术研究提供了理论基础。.本课题取得的研究成果和达到的目标包括：（1）研究提出了基于多参考信号模型的微弱重力异常信息的独立分量分析提取方法，并研究了独立分量分析应用中信号幅值、相位等不确定性的抑制方法；（2）研究提出了小波分析和独立分量分析相结合的重力异常信号特征信息的提取方法，并对实测重力数据进行了分析；（3）在分析动态干扰形成机理的基础上，通过仿真试验研究了载体干扰加速度的估计方法和稳定平台失准角的实时估计方法；（4）研究了基于时间序列理论和小波分析的重力仪随机漂移误差的在线建模方法，实现了基于广义最小方差控制算法的随机漂移误差实时补偿。