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国防科学技术大学惯性技术实验室优秀博士学位论文丛书：水下地磁导航适配性研究

国防科学技术大学惯性技术实验室优秀博士学位论文丛书：水下地磁导航适配性研究

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作者: 王鹏著 , 曹聚亮著 , 胡小平著

出版社: 国防工业出版社

出版时间: 2017-02

版次: 1

ISBN: 9787118102741

定价: 50.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 147页

字数: 170千字

正文语种: 简体中文

丛书: 国防科学技术大学惯性技术实验室优秀博士学位论文丛书

分类: 工程技术

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　　地磁导航的核心在于获取精准的匹配位置信息，而匹配精度不仅与所采用的匹配算法有关，还与地磁图的适配性有着重要的关系。
　　本书针对水下地磁导航中的适配性问题展开研究，目的在于选出高可靠性的地磁适配区和地磁适配方向，并进一步为潜航器的导航定位提供支持。
　　首先，结合水下环境以及地磁导航特点对水下地磁导航适配性问题的约束条件进行分析，并进一步建立水下地磁导航适配性问题的基本框架。接着从该框架出发，针对适配性问题的研究前提进行了讨论：一方面从惯性导航系统误差传播的角度建立了候选匹配区的尺寸模型；另一方面构建了基本适配特征体系，给出了适配性评价指标——匹配概率的合理定义，并在此基础上建立了面向地磁适配性分析的数据库。然后，重点研究了地磁区域适配性和方向适配性的分析方法，最后，在上述理论研究成果的基础上，进行了水下地磁导航适配性分析综合仿真实验。
　　本书针对水下地磁导航中的适配性问题展开研究，目的在于选出高可靠性的地磁适配区和地磁适配方向，并进一步为潜航器的导航定位提供支持。第1章绪论
1．1 研究背景和意义
1．1．1 研究背景
1．1．2 研究意义
1．2 研究现状及评述
1．2．1 地磁导航技术研究现状
1．2．2 适配性问题研究现状
1．2．3 研究现状评述
1．3 研究内容与主要贡献
1．3．1 研究内容
1．3．2 主要贡献
1．4 本书组织结构

第2章水下地磁导航适配性问题综合分析
2．1 引言
2．2 水下地磁导航适配性问题约束条件分析
2．2．1 地磁基准图制备
2．2．2 构图要素选取
2．2．3 地磁匹配算法
2．2．4 惯性导航系统精度
2．2．5 潜航器运动约束
2．2．6 水下地磁图获取
2．3 水下地磁导航适配性问题基本框架
2．4 候选匹配区尺寸建模
2．4．1 问题分析
2．4．2 候选匹配区尺寸模型构建
2．4．3 算例分析
2．5 面向地磁适配性分析的数据库构建
2．5．1 基本适配特征
2．5．2 匹配概率
2．5．3 数据库构建
2．6 本章小结

第3章基于基因表达式编程的地磁进化合成特征构建
3．1 引言
3．2 地磁进化合成特征构建问题分析
3．3 基于基因表达式编程的地磁进化合成特征构建策略
3．3．1 合成特征基因编码
3．3．2 合成特征进化过程
3．3．3 进化适应度函数
3．3．4 进化合成特征构建方法
3．4 地磁进化合成特征性能评估实验
3．4．1 实验环境配置
3．4．2 实验验证与分析
3．4．3 合成特征性能比较
3．4．4 进一步讨论
3．5 本章小结

第4章候选匹配区自组织优化分类方法
4．1 引言
4．2 候选匹配区自组织优化分类问题分析
4．3 候选匹配区分类器：支持向量机
4．3．1 支持向量机分类性能影响因素
4．3．2 候选匹配区多分类策略
4．4 基于GA-SVM的候选匹配区自组织优化分类方法
4．4．1 面向候选匹配区自组织优化分类的遗传算法设计
4．4．2 候选匹配区自组织优化分类方法：二分类情形
4．4．3 候选匹配区自组织优化分类方法：多分类情形
4．5 自组织优化分类方法性能评估实验
4．5．1 实验环境配置
4．5．2 实验验证与分析
4．5．3 分类方法性能比较
4．5．4 进一步讨论
4．6 本章小结

第5章面向地磁方向适配性分析的层次决策方案
5．1 引言
5．2 地磁方向适配性问题分析
5．2．1 方向匹配概率
5．2．2 问题描述
5．3 基于Gabor滤波的地磁方向适配性分析
5．3．1 Gabor方向特征提取
5．3．2 面向地磁方向适配性分析的Gabor滤波器频域设计
5．4 基于灰度共生矩阵的地磁方向适配性分析
5．4．1 灰度共生矩阵方向特征提取
5．4．2 灰度共生矩阵参数对方向适配特征性能的影响分析
5．4．3 面向地磁方向适配性分析的特征融合
5．5 地磁方向适配性分析层次决策方案
5．5．1 Gabor滤波和灰度共生矩阵的互补关系分析
5．5．2 基于自适应神经模糊推理系统的互补模型构建
5．5．3 层次决策方案
5．6 层次决策方案性能评估实验
5．6．1 实验环境配置
5．6．2 实验验证与分析
5．6．3 基于不同建模方法的层次决策方案性能比较
5．6．4 进一步讨论
5．7 本章小结

第6章水下地磁导航适配性分析综合仿真实验
6．1 引言
6．2 地磁场向下延拓对适配性的影响
6．3 水下地磁导航适配区选取及结果检验
6．3．1 基于进化合成特征的地磁适配区选取及结果检验
6．3．2 基于自组织优化分类器的地磁适配区选取及结果检验
6．3．3 区域适配性分析方法的应用策略
6．4 水下地磁导航适配方向选取及结果检验
6．4．1 基于层次决策方案的地磁适配方向选取
6．4．2 地磁适配方向选取结果检验
6．5 适配性约束下的水下地磁导航航迹规划应用算例
6．5．1 水下地磁导航航迹规划的约束条件
6．5．2 适配性约束下的水下地磁导航航迹规划策略
6．5．3 算例分析
6．6 本章小结

第7章总结与展望
7．1 工作总结
7．2 进一步研究展望

附录A 基于最大离差和最大熵的多属性决策方法
附录B Tikhonov-Lcurve向下延拓算法
附录C 基于粒子群优化算法的水下地磁导航航迹规划方法

参考文献
内容简介:
　　地磁导航的核心在于获取精准的匹配位置信息，而匹配精度不仅与所采用的匹配算法有关，还与地磁图的适配性有着重要的关系。
　　本书针对水下地磁导航中的适配性问题展开研究，目的在于选出高可靠性的地磁适配区和地磁适配方向，并进一步为潜航器的导航定位提供支持。
　　首先，结合水下环境以及地磁导航特点对水下地磁导航适配性问题的约束条件进行分析，并进一步建立水下地磁导航适配性问题的基本框架。接着从该框架出发，针对适配性问题的研究前提进行了讨论：一方面从惯性导航系统误差传播的角度建立了候选匹配区的尺寸模型；另一方面构建了基本适配特征体系，给出了适配性评价指标——匹配概率的合理定义，并在此基础上建立了面向地磁适配性分析的数据库。然后，重点研究了地磁区域适配性和方向适配性的分析方法，最后，在上述理论研究成果的基础上，进行了水下地磁导航适配性分析综合仿真实验。
　　本书针对水下地磁导航中的适配性问题展开研究，目的在于选出高可靠性的地磁适配区和地磁适配方向，并进一步为潜航器的导航定位提供支持。
目录:
第1章绪论
1．1 研究背景和意义
1．1．1 研究背景
1．1．2 研究意义
1．2 研究现状及评述
1．2．1 地磁导航技术研究现状
1．2．2 适配性问题研究现状
1．2．3 研究现状评述
1．3 研究内容与主要贡献
1．3．1 研究内容
1．3．2 主要贡献
1．4 本书组织结构

第2章水下地磁导航适配性问题综合分析
2．1 引言
2．2 水下地磁导航适配性问题约束条件分析
2．2．1 地磁基准图制备
2．2．2 构图要素选取
2．2．3 地磁匹配算法
2．2．4 惯性导航系统精度
2．2．5 潜航器运动约束
2．2．6 水下地磁图获取
2．3 水下地磁导航适配性问题基本框架
2．4 候选匹配区尺寸建模
2．4．1 问题分析
2．4．2 候选匹配区尺寸模型构建
2．4．3 算例分析
2．5 面向地磁适配性分析的数据库构建
2．5．1 基本适配特征
2．5．2 匹配概率
2．5．3 数据库构建
2．6 本章小结

第3章基于基因表达式编程的地磁进化合成特征构建
3．1 引言
3．2 地磁进化合成特征构建问题分析
3．3 基于基因表达式编程的地磁进化合成特征构建策略
3．3．1 合成特征基因编码
3．3．2 合成特征进化过程
3．3．3 进化适应度函数
3．3．4 进化合成特征构建方法
3．4 地磁进化合成特征性能评估实验
3．4．1 实验环境配置
3．4．2 实验验证与分析
3．4．3 合成特征性能比较
3．4．4 进一步讨论
3．5 本章小结

第4章候选匹配区自组织优化分类方法
4．1 引言
4．2 候选匹配区自组织优化分类问题分析
4．3 候选匹配区分类器：支持向量机
4．3．1 支持向量机分类性能影响因素
4．3．2 候选匹配区多分类策略
4．4 基于GA-SVM的候选匹配区自组织优化分类方法
4．4．1 面向候选匹配区自组织优化分类的遗传算法设计
4．4．2 候选匹配区自组织优化分类方法：二分类情形
4．4．3 候选匹配区自组织优化分类方法：多分类情形
4．5 自组织优化分类方法性能评估实验
4．5．1 实验环境配置
4．5．2 实验验证与分析
4．5．3 分类方法性能比较
4．5．4 进一步讨论
4．6 本章小结

第5章面向地磁方向适配性分析的层次决策方案
5．1 引言
5．2 地磁方向适配性问题分析
5．2．1 方向匹配概率
5．2．2 问题描述
5．3 基于Gabor滤波的地磁方向适配性分析
5．3．1 Gabor方向特征提取
5．3．2 面向地磁方向适配性分析的Gabor滤波器频域设计
5．4 基于灰度共生矩阵的地磁方向适配性分析
5．4．1 灰度共生矩阵方向特征提取
5．4．2 灰度共生矩阵参数对方向适配特征性能的影响分析
5．4．3 面向地磁方向适配性分析的特征融合
5．5 地磁方向适配性分析层次决策方案
5．5．1 Gabor滤波和灰度共生矩阵的互补关系分析
5．5．2 基于自适应神经模糊推理系统的互补模型构建
5．5．3 层次决策方案
5．6 层次决策方案性能评估实验
5．6．1 实验环境配置
5．6．2 实验验证与分析
5．6．3 基于不同建模方法的层次决策方案性能比较
5．6．4 进一步讨论
5．7 本章小结

第6章水下地磁导航适配性分析综合仿真实验
6．1 引言
6．2 地磁场向下延拓对适配性的影响
6．3 水下地磁导航适配区选取及结果检验
6．3．1 基于进化合成特征的地磁适配区选取及结果检验
6．3．2 基于自组织优化分类器的地磁适配区选取及结果检验
6．3．3 区域适配性分析方法的应用策略
6．4 水下地磁导航适配方向选取及结果检验
6．4．1 基于层次决策方案的地磁适配方向选取
6．4．2 地磁适配方向选取结果检验
6．5 适配性约束下的水下地磁导航航迹规划应用算例
6．5．1 水下地磁导航航迹规划的约束条件
6．5．2 适配性约束下的水下地磁导航航迹规划策略
6．5．3 算例分析
6．6 本章小结

第7章总结与展望
7．1 工作总结
7．2 进一步研究展望

附录A 基于最大离差和最大熵的多属性决策方法
附录B Tikhonov-Lcurve向下延拓算法
附录C 基于粒子群优化算法的水下地磁导航航迹规划方法

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