一种新的快速地磁匹配算法.pdf

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1、136传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第12期一计一～斡一与测(I试一种新的快速地磁匹配算法陈昊，李琼，赵绍东(天津科技大学计算机科学与信息工程学院，天津300222)摘要：地磁匹配算法的本质是数字地图匹配，可以用相关算法来考虑这个问题。叙述了地磁匹配的原理，分析了传统地磁匹配算法的不足和造成的原因。在此基础上，提出了一种新的匹配算法：先对各采样点的地磁场矢量从地磁库中搜索小于误差的所有地磁矢量，并分别组成一个集合，再分别以这些集合为基准进行匹配。这样不但减少了匹配时间，而且降低了误匹配的

2、可能。仿真结果表明：该算法具有很好的鲁棒性，而且比传统算法更能满足其嵌入式系统对实时性能的要求。关键词：地磁匹配；地磁导航；数字地图；平均绝对差中图分类号：U666．1文献标识码：A文章编号：lo00-9787(2011)12-0136-03AnovelfastalgorithmofgeomagneticmatchingCHENHao，LIQiong，ZHAOShao—dong(SchoolofComputerScienceandInformationEngineeringCollege，TianjinUniversityofScience&Technology，

3、Tianjin300222，China)Abstract：Theessenceofgeomagneticmatchingalgorithmisdigitalmapmatching，anditcanbesolvedbycorrelationmatchingalgorithm．Theprincipleofgeomagneticmatchingispresentedandreasonofdisadvantageot‘conventionalalgorithmisanalyzed．Anovelalgorithmispresented．Vectorsinreferencem

4、apwhicharelessthantheerroraccordingtosamplingpointaresearchedandcomposedsetsrespectively．Matchingisstartedbasedonthesesets．Thisalgorithmcannotonlyreducematching—timebutalsodepresstheprobabilityofmis—matching．Simulationexperimentshowsthealgorithmhasgoodrobustnessandcansatisfytheneedofe

5、mbeddedsystemnlnChbetterthanconventionalalgorithm．Keywords：geomagneticmatching；geomagneti~‘navigation；digitalmap；meanabsolutedifferent(MAD)0引言段区域时，由装载在飞行器上的磁测量设备实时测鼙出地磁场是地球的固有资源，是地球的基本物理场，其具越点的匹配特征量，构成实时图，在计算机中基准图进行有全天时、全天候、全地域等特点。在地球近地空间内任意相关匹配，确定飞行器的实时坐标位置，供制导计算机实时一点的磁场强度矢量具有唯一性，且与经

6、度、纬度、高度一修正飞行轨迹，以达到制导的目的，如图l所爪。一对应，只要准确地确定各点的地磁矢量强度就可以实现全球定位。随着地磁场模型的日趋完善和微处理器以及滤波技术的不断发展和成熟，地磁导航的技术得到不断的发展。地磁匹配是地磁导航的关键技术之一。同地形匹配制导相比，地磁匹配制导有更多的可匹配的特征量，且在跨平原、水域和沙漠等地形特征不明显的区域作战时有着显著的优势。因此，具有重要的军事应用意义。图1地磁匹配原理图1地磁匹配的基本原理Fig1Principlediagramofgeomagneticmatching地磁匹配制导的想法受启发于地形匹配制导，其原理2典

7、型地磁匹配算法是：把预先规划好的飞行器航迹上某段区域内地磁场的匹目前可采用的地磁匹配算法有很多，但是大部分算法配特征量绘制成基准图，存储在计算机中，当飞行器飞越这还处于理论阶段和实验阶段，真正实用的算法还不多。典收稿日期：2011_o3—12基金项目：天津科技大学实验室开放基金资助项目(1010A218)第12期陈吴，等：一种新的快速地磁匹配算法137型的地磁匹配算法基本原理如下：因为在离散情况下实时为基准，采用MAD相似度量来匹配。图和基准图可以分别表示成V×1维和×1矢量，其对应关系如图2所示。由于地磁匹配方的本质数字地图的匹配，因此，由图象匹配的原理可知，如

8、果矢量和矢