地磁导航中地磁变化场的研究

摘要

近年来,导航技术在民用和军事等方面拥有越来越重要的地位,特别是地磁导航技术,因其具有无源,无辐射、全天时、全地域、能耗低等特点,使地磁导航技术获得了快速的发展。但是仍然有三大因素在制约着地磁导航技术的发展及应用:一是用于匹配的地磁数据库的建立;二是载体上地磁探测仪的实时测量;三是地磁匹配算法。本文在此背景下研究分析了地球磁场的变化对地磁导航的影响,主要内容如下:
　　首先,介绍了地磁场的基本理论,并对地磁场的组成及起源进行分析,并对世界地磁要素的分布特征进行了分析和总结,同时对地磁场的解析模式做一定的研究。
　　然后,介绍了地磁变化场中的长期变化和短期变化,并概述了地磁场的变化对地磁导航的影响,接着对长期变化场进行总结性的研究,分析了长期变化场对地磁基准图的影响,并提出了根据长期变化场的变化率对地磁基准图进行修正的方法,最后通过计算机程序设计实现修正后地磁基准图的制备。
　　其次,研究了短期变化磁场对地磁导航的影响,对短期变化场的组成成分进行了详细分析,重点分析了短期变化场中的对地磁场有着规律性影响的组成成分,而这些成分组成了日变磁场。
　　最后针对日变磁场的周期特征,提出了基于傅里叶谱分析的日变磁场模型,并将该模型利用最小二乘法进行仿真处理,而且将该模型的仿真结果与用多项式仿真进行比较分析,证实了该模型的合理性、可行性。同时也将该模型用于实测数据的残差分析,对该模型进行了进一步的验证。在本文的最后提出了该模型的的缺陷,以及实验过程中的各种影响因素。并提出了进一步的研究展望。

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第一章 绪 论

1.1引言

1.2地磁导航的原理

1.3地磁导航的国内外现状

1.4论文的主要内容及结构安排

第二章 地磁场理论研究

2.1地磁场的组成及其起源

2.2地磁场的要素及其分布特征

2.3地磁场的解析模式

2.4地磁变化场及其对地磁导航的影响

2.5本章小结

第三章 地磁场的长期变化及地磁基准图的制备

3.1地磁场的长期变化

3.2地磁场长期变化的表示方法和基本特征

3.3基于长期变化场修正的地磁基准图制备

3.4本章小结

第四章 地磁场的短期变化及日变模型的建立

4.1地磁场的短期变化

4.2地磁日变因素分析

4.3地磁日变磁场建模原理

4.4日变磁场模型的拟合与多项式拟合对比

4.5日变模型对实测数据的效果分析

4.6本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 进一步研究展望

致谢

参考文献