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公开(公告)号：CN119737950A
公开(公告)日：2025-04-01
申请号：CN202411871709.9
申请日：2024-12-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明公开了基于磁信标梯度张量基准图网格化与两步测姿的水下匹配定位方法、程序、设备及存储介质，属于水下导航定位领域。根据位置和自身坐标系姿态已知的磁信标，通过不断地将不同基准图各点所测得的磁信标坐标系的空间姿态信息与已知的磁信标坐标系的空间姿态信息进行匹配检测，确定所在作用域的磁信标，并通过网格化算法提升基准图网格中心点的姿态匹配检测精度。在确定当前所在作用域的磁信标后，再选出对应基准图内姿态误差最小的匹配网格中心点，依次确定水下航行器在基准图内的位置，依据磁信标的位置及匹配网格中心点相对于磁信标的位置，确定水下航行器在地理坐标系下的绝对位置，此水下匹配定位能在大初始误差条件下进行水下磁定位。
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公开(公告)号：CN112050799B
公开(公告)日：2022-11-18
申请号：CN202010837023.3
申请日：2020-08-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/00 , G01R33/022 , G01R33/02
Abstract: 本发明公开了一种基于磁梯度张量缩并量之比的测距定位方法，属于磁探测与定位技术领域。所述定位方法包括以下步骤：将十个同类型三轴磁强计构成三轴磁强计平面阵列并将它们的各个敏感轴相互对齐；采集平面阵列的十个三轴磁强计输出；计算阵列四个面心处的磁性体磁梯度张量的独立分量值；由每两面心与磁性体之间的距离值的平方比为固定数值构成关于磁性体位置坐标的线性方程组，计算方程组得出磁性体位置坐标值。本发明相比于三轴磁强计阵列的空间立体结构，平面结构易于多个三轴磁强计组阵，特别是对于芯片化的微型三轴磁强计更具优势，也减少了阵列的安放空间。
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公开(公告)号：CN112504266B
公开(公告)日：2022-06-17
申请号：CN202011284160.5
申请日：2020-11-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下地磁辅助导航技术领域，具体涉及一种基于地磁梯度张量矩阵正交对角化的水下全姿态确定方法。本发明通过地磁梯度张量矩阵的对角化和特征向量的正交归一化处理，得到姿态矩阵，从而确定水下载体的姿态。本发明无积累误差且具有很好的隐蔽性，能较为准确地反演出载体的姿态角信息，且稳定性好，对姿态角初始解的要求不高，姿态确定完全自主，计算量也较小，更适用于大初始姿态误差下水下载体的全姿态确定。
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公开(公告)号：CN114089244A
公开(公告)日：2022-02-25
申请号：CN202111302251.1
申请日：2021-11-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01R35/00 , G01R33/035
Abstract: 本发明公开了一种捷联三轴磁强计两步标定方法，分别绕载体的三个旋转轴旋转捷联三轴磁强计，将捷联三轴磁强计在不同姿态下的磁场测量数据代入椭球拟合方程，使用最小二乘法求得等效零偏的估计值；再将减去等效零偏估计值的磁场测量数据分成数据量相同的两组数据集。由场模平方差测量模型构造函数链接型神经网络，利用两组数据集训练函数链接型神经网络，由训练结束后的神经网络权值获得场模平方差模型系数。由模型系数构建误差校正器对捷联三轴磁强计进行第二步标定，得到磁场测量值的校正结果。本发明可以在不提供磁场模的真值的情况下标定捷联三轴磁强计全部磁测模型参数，提高了地磁场的测量精度，且对不同水平的测量噪声具有较好的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN112050800A
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN202010840386.2
申请日：2020-08-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/00 , G01R33/02 , G01R33/022
Abstract: 本发明公开了一种基于日字型三轴磁强计对称配置平面阵列的磁梯度张量定位方法，属于磁性目标反演技术领域。按特定构型配置六只三轴磁强计，使相关的三轴磁强计敏感轴关于点O、O1和O2对称，构成对称配置平面阵列；使用多通道数采系统同步采集六只三轴磁强计的测量输出将变换到解算坐标系，得到计算对称点O，O1和O2处磁梯度张量独立分量值，构造对应的磁梯度张量矩阵由计算出磁偶极子与对称点O，O1和O2之间的距离均值；计算磁偶极子的位置坐标值x；由坐标利用二分法计算一元二次方程；舍弃复根，求取剩余实根对应的差值集，依据差值最小原则挑选方程正确解，得到磁偶极子的位置坐标y和z。本方法计算量较小，能实现快速定位。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107291659B
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN201710343393.X
申请日：2017-05-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F17/14
Abstract: 本发明提供的是一种平面地磁异常场一步向上延拓平面模量梯度场的递归余弦变换法。先进行平面地磁异常场测量数据预处理；利用径向基函数插值法将观测平面上不规则离散分布的地磁异常场测量数据进行网格化，获得网格化的地磁异常测量数据。再利用递归余弦变换将网格化的地磁异常测量数据转换为余弦变换波谱；利用一步波数域转换因子，由地磁异常余弦变换波谱计算地磁模量梯度场各分量的波谱。最后分别对水平x分量、水平y分量、垂直z分量的波谱进行行向移相π/2的递归反余弦变换得到延拓平面上的地磁模量梯度场的分量。本发明的一步法的计算量约为两步法计算量的一半；余弦变换法减小Gibbs边界效应，提高了算法精度；可应用于任意长度的数据序列。
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公开(公告)号：CN109000639A
公开(公告)日：2018-12-14
申请号：CN201810574982.3
申请日：2018-06-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下地磁辅助导航领域，具体涉及到乘性误差四元数地磁张量场辅助陀螺的姿态估计方法及装置。以误差四元数、陀螺比例因子误差以及陀螺常值偏置误差建立姿态估计装置的状态方程，捷联于运载体的矢量磁力计组，测量载体系下地磁张量场的5个独立分量；将其与载体系下地磁张量场独立分量的测量值作差，得到地磁张量场独立分量差值。利用卡尔曼滤波器进行估计与补偿，得到姿态四元数、陀螺比例因子及常值偏置的估计值；由姿态四元数确定运载体姿态。采用乘性误差四元数作为姿态估计变量，克服了状态协方差阵的奇异性问题；以地磁张量场独立分量差值为观测量，消减地磁背景场矢量方向对姿态估计器系统观测的影响。
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公开(公告)号：CN104567871A
公开(公告)日：2015-04-29
申请号：CN201510016501.3
申请日：2015-01-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01C21/165 , G01C21/08 , G01C21/18 , G01C21/20
Abstract: 本发明属于水下地磁辅助导航领域，具体涉及到一种基于地磁梯度张量的四元数卡尔曼滤波姿态估计方法。本发明包括：设定初始参数值；采集载体运动过程中陀螺及磁强计的输出数据作为量测量；测量地理系下地磁梯度张量；测量载体系下地磁梯度张量；进行状态更新；估计k时刻的状态；估计k时刻的状态。本发明提出的一种基于地磁梯度张量的Cubature卡尔曼滤波姿态估计方法对姿态角的估计精度比传统Cubature卡尔曼滤波算法高出数倍，而且通过三轴磁通门磁强计测量获取量测值yk的方法具有价格低廉的潜在优势。
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公开(公告)号：CN104062689A
公开(公告)日：2014-09-24
申请号：CN201410277399.8
申请日：2014-06-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01V7/12
Abstract: 本发明属于无源导航领域，具体涉及到一种长周期垂直隔振的海洋重力敏感器。长周期垂直隔振的海洋重力敏感器，包括主测量弹簧、质量块、两根拉丝、摆杆、细杆、六根长拉丝、圆筒支撑框架、检验质量块、两对电容极板、附加质量块、扭转弹簧，主测量弹簧采用直立悬挂方式，上端与质量块相连，质量块两侧对称连接两根拉丝，两根拉丝的另一端连在摆杆上端五分之一处；主测量弹簧下端与细杆相连，所述的细杆上端三分之一处对称连接六根拉丝，拉丝的另一端与圆筒支架上沿的六个均分处相连。本发明从重力敏感单元内部结构上抑制垂直干扰加速度的影响，减小重力测量的滞后效应；圆筒形支架抑制水平加速度对主测量弹簧的影响；装置易于小型化。
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公开(公告)号：CN103630139A
公开(公告)日：2014-03-12
申请号：CN201310692189.0
申请日：2013-12-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
CPC classification number: G01C21/20 , G01C21/08 , G01C21/165
Abstract: 本发明属于水下地磁辅助导航领域，具体涉及一种基于地磁梯度张量测量的水下载体全姿态确定方法。本发明包括：在载体系下建立三维直角坐标系得到磁梯度张量的5个分量；从预先存储的地磁梯度张量数据库中提取地理系下地磁梯度张量的5个独立分量；代入关于q0、q1、q2和q3的非线性方程组；四元数和代入载体系与地理系的变换矩阵，得到俯仰角θ的估计值。本发明提出的基于地磁异常反演的水下载体定位技术具有成本低、灵敏度高、抗干扰能力强及无积累误差等特性，解决单个磁强计无法依赖地磁场自主定姿的问题，为水下载体姿态估计提供一种自主的、隐蔽的途径。
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