地形匹配导航技术
地形匹配 是一种利用地形特征信息来确定飞行器或车辆自身位置的导航技术。它的核心思想是:
将实时测量到的地形数据,与预先存储的高精度数字地图数据库进行比对,通过寻找最佳匹配点来计算并修正当前的位置。
简单来说,就像一个人在山里迷路了,他通过观察周围山峰和山谷的形状、高度,对比脑海中的地图,来判断“我大概在这个位置”。地形匹配就是让机器自动完成这个过程。
工作原理
预先准备:
数字地图数据库: 这是系统的基础。需要事先通过卫星遥感、航空测绘等手段,获取任务区域高精度的三维数字地形高程数据,并存储在载体的计算机中。这张地图的精度直接决定了匹配的精度。
实时测量:
雷达高度表: 测量飞行器到地面的垂直高度。
气压高度表(或惯性导航系统): 测量飞行器相对于海平面的海拔高度。
将“海拔高度”减去“离地高度”,即可得到飞行器正下方地面的实际高程值。在飞行过程中,系统会连续测量,从而得到一条实时的地形高程剖面。
匹配计算:
计算机将实时测量到的那条地形高程剖面,与数字地图数据库中的可能区域进行比对。
运用相关算法,在预存地图上寻找一条与实测剖面最吻合的路径。
一旦找到最佳匹配点,系统便认为飞行器当前正处于该位置。通过对比匹配位置与惯性导航系统等推测的位置,可以计算出位置误差,并对导航系统进行修正。