改进TERCOM水下地磁导航算法：提高精度与可靠性

"本文主要探讨了一种改进的TERCOM水下地磁匹配导航算法，针对惯性导航系统（INS）的累积误差以及TERCOM算法本身的机制缺陷，旨在提高水下地磁导航的精度和可靠性。文章作者分析了TERCOM算法的不足，并引入了基于Hausdorff距离的匹配准则，提出通过旋转变化、自适应确定最佳旋转角来实现匹配序列的精细化，从而优化导航性能。实验结果证明了改进算法的有效性。" 在水下导航领域，由于环境因素的复杂性，如深海环境对信号传播的影响，导航技术面临着巨大挑战。惯性导航系统（INS）虽然广泛应用，但其误差随时间累积的问题限制了长期的精确导航。而声学定位虽然准确，但需要大规模的设备布置，且在军事应用中存在暴露风险。地磁匹配导航因其地磁特征的显著变化，成为一种潜在的解决方案。 传统的地形轮廓匹配（TERCOM）算法在匹配导航中占有重要地位，它依赖于INS提供的大致位置信息和地磁场模型。然而，TERCOM存在一定的局限性，尤其是在处理INS累积误差时效果不佳。为了改善这一状况，文章作者深入研究了TERCOM的匹配机制，发现可以通过引入Hausdorff距离的匹配标准来提升匹配的精确度。 Hausdorff距离是一种衡量两个集合之间最远点距离的方法，在此应用场景中，它有助于更准确地评估地磁数据的匹配程度。作者进一步提出通过增加旋转变化，动态调整匹配过程中的旋转角度，以达到最佳匹配状态。这一自适应策略能够优化匹配序列，减少因固定旋转角度带来的误差，从而提高整体导航的准确性和稳定性。 通过实验验证，改进后的TERCOM算法在水下地磁匹配导航中的表现得到了显著提升，证明了这种方法的正确性和实用性。这种创新算法对于提升水下载体的导航性能，特别是在长时间、高精度要求的场景中，具有重要的理论和实际价值。未来的研究可能继续探索如何进一步优化匹配过程，减少不确定性，以及如何结合其他传感器数据来增强导航系统的整体性能。