CN101354253B - 一种基于匹配度的地磁辅助导航方法 - Google Patents

Abstract

一种基于匹配度的地磁辅助导航方法，涉及一种地磁匹配导航算法，该方法根据灰度关联系数和地磁要素的权重计算匹配度，以此衡量匹配区域中位置点对应的地磁要素值与磁传感器实测量地磁要素值之间相似程度从而判断匹配区域中的匹配点，最终进行匹配定位。与传统的轮廓匹配算法相比，该方法充分利用地磁场矢量信息进行矢量定位，消除了传统匹配算法可能出现的误匹配现象，实现精确定位，实时性好。

Description

一种基于匹配度的地磁辅助导航方法

技术领域

本发明涉及基于匹配度的地磁辅助导航方法，适用于航空导航技术领域，可应用于航空器导航定位，也可适用于水下潜器的导航定位。

背景技术

随着国民经济的发展，导航定位技术已日益成为交通管制、救灾救护、物流管理、土地普查、勘测等领域不可或缺的技术手段；军事领域的精确打击依赖于高精度、高可靠的导航手段，并且对自主隐蔽性提出了要求。高精度的定位技术已经成为各国日益关注和大力发展的关键技术。

目前航空导航技术领域用于组合的导航手段比较丰富，主要有惯性导航、卫星导航、地形辅助导航、重力辅助导航、地磁辅助导航等。惯性导航能够连续输出全部导航参数，可完全自主工作，具有隐蔽性好、不受气象等条件限制的特点在军事应用领域得到广泛应用，但是它的初始校准时间较长，误差会随时间累积，难以长时间高精度工作，并且体积大、价格昂贵。卫星导航系统精度高，是一种全球全天候的导航系统，它具有较高的精度但自主性较差，信号经常受到建筑物、茂密树林等的遮挡，易受干扰甚至被攻击，在实际应用中会受到应用环境和其它国家的制约。地形辅助导航在平原、水面上导航效果很差；重力辅助导航的仪器设备价格昂贵。地磁辅助导航利用磁传感器敏感的地磁矢量进行定位，具有体积小、成本低、隐蔽性强、中高精度、连续导航的特点，当其它导航方式受限制时，是一种有效的导航手段。

地磁辅助导航的原理是在预先选定的载体轨道中选取某段地区上独特性好的地磁场为匹配区域，将其制成基准参考图并数字化储存在载体计算机存储器中，当载体经过匹配区域时，载体上的传感器实时地测定飞行轨道上地磁场的总强度值。实时测定的磁值与预存的地磁图匹配区域在计算机中进行相关匹配计算，得到的匹配点序列作为载体的估计轨迹。匹配算法是地磁辅助导航技术的关键技术之一。传统的匹配方法仅利用了地磁场要素中的总强度信息，在积累一段序列后，在地磁图上利用轮廓特征使用MAD或者MSD准则进行匹配定位，由于仅使用地磁要素中的单个要素进行匹配定位，会出现误匹配的现象，而且在获得一系列地磁场总强度值后才能进行相关定位，实时性较差。

发明内容

本发明的目的是：克服传统匹配方法中对地磁信息利用不充分的现象，充分利用了地磁矢量的六要素进行实时定位，消除传统匹配方法的误匹配现象，提高匹配的实时性。

本发明的技术解决方案为：一种基于匹配度的地磁辅助导航方法，步骤如下：

(1)选择匹配区域，分别从总强度，磁倾角，磁偏角，北向强度，东向强度，垂直强度六幅地磁参考图上读取区域中位置点对应的要素值；

(2)在匹配范围中，计算实测地磁要素数据与区域位置点的要素值之间的关联系数；

(3)通过要素值熵来计算权重；

(4)根据计算的关联系数和权重来计算匹配度；

(5)根据匹配度大小来确定载体的经纬度。

所述步骤(1)的要素为地磁要素中的总强度、磁倾角、磁偏角、北向强度、东向强度和垂直强度。

所述步骤(2)的关联系数为灰度关联系数，关联系数ξ_i(j)的计算方法为：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ξ}}_i\left(j\right)=\frac{{\mathrm{\Δ}}_{\min }+\mathrm{\ρ}{\mathrm{\Δ}}_{\max }}{{\mathrm{\Δ}}_{i0}\left(j\right)+\mathrm{\ρ}{\mathrm{\Δ}}_{\max }},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num};j=\mathrm{1,2},...,6),\mathrm{num}=\frac{2{\mathrm{\ϵ}}_L}{\mathrm{\ΔL}}\×\frac{2{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\λ}}}{\mathrm{\Δ\λ}}\\ {\mathrm{\Δ}}_{\min }=\underset{i}{\min }\underset{j}{\min }|M_0\left(j\right)-M_i\left(j\right)|,{\mathrm{\Δ}}_{\max }=\underset{i}{\max }\underset{j}{\max }|M_0\left(j\right)-M_i\left(j\right)|\\ {\mathrm{\Δ}}_{i0}=|M_0\left(j\right)-M_i\left(j\right)|\\ M_0\left(j\right)=\left\{M_j^{*}\right|j=\mathrm{1,2},...,6\},M_i\left(j\right)=\left\{M_{\mathrm{ij}}\right|j=\mathrm{1,2},...,6\},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num})\\ M_{\mathrm{ij}}=\frac{K_j^{\max }-K_{\mathrm{ij}}^{\′}}{K_j^{\max }-K_j^{\min }}\\ M_j^{*}=\underset{i}{\max }\left\{M_{\mathrm{ij}}\right\},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num};j=\mathrm{1,2},...,6)\\ K_j^{\max }=\underset{i}{\max }\left\{K_{\mathrm{ij}}^{\′}\right\},K_j^{\min }=\underset{i}{\min }\left\{K_{\mathrm{ij}}^{\′}\right\},(j=\mathrm{1,2},...,6)\end{array}\right.$

$K_{\mathrm{ij}}^{\′}=|K_{\mathrm{ij}}-K_j^{*}|,$ (i＝1，2，...，num；j＝1，2，...，6)

式中，Δ_min表示M₀(j)与M_i(j)序列绝对差中的最小值；Δ_max表示M₀(j)与M_i(j)序列绝对差中的最大值；Δ_i0(j)表示M₀(j)与M_i(j)序列之间的绝对差；ρ表示分辨率，取值范围为ρ∈(0，1)，一般取0.1～0.5；num表示匹配区中包含的候选匹配位置点总个数；ε_L为实际导航要求的经度允许误差指标，ε_λ为实际导航要求的纬度允许误差指标；ΔL为地磁图经度方向网格大小，Δλ为地磁图纬度方向网格大小；M₀(j)表示由

组成的参考值；M_i(j)表示匹配区域第i个位置对应的第j个属性值；M_ij表示归一化后的属性值；

表示各个要素中的最优值；K_ij，j＝1，2，...，6为总强度、磁倾角、磁偏角、北向强度、东向强度和垂直强度六幅地磁参考图中位置点(L_i，λ_i)对应的地磁要素值，

为第j个特性要素下的实测地磁值，表示K_ij与

序列之间的绝对差，

表示序列中的最大值；表示

序列中的最小值。

所述步骤(3)中权重w_j，j＝1，2...，6的计算方法为：

$\left\{\begin{array}{c}{w}_j=\frac{d_j}{\underset{j=1}{\overset{6}{\mathrm{\Σ}}}{d}_j},(j=\mathrm{1,2}...,6)\\ d_j=1-E_j,(j=\mathrm{1,2,3},...,6)\\ E_j=-\frac{1}{\mathrm{num}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{num}}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{\mathrm{ij}}\ln p_{\mathrm{ij}},(j=\mathrm{1,2,3},...,6)\\ p_{\mathrm{ij}}=\frac{K_{\mathrm{ij}}^{\′}}{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{num}}{\mathrm{\Σ}}}{K}_{\mathrm{ij}}^{\′}},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num};j=\mathrm{1,2},3,...,6)\\ K_{\mathrm{ij}}^{\′}=|K_{\mathrm{ij}}-K_j^{*}|,(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num},j=\mathrm{1,2},...,6)\\ \mathrm{num}=\frac{2{\mathrm{\ϵ}}_L}{\mathrm{\ΔL}}\×\frac{2{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\λ}}}{\mathrm{\Δ\λ}}\end{array}\right.$

式中，d_j表示第j个要素下各个比较序列贡献度的不一致程度；E_j表示第i个位置在第j个要素的贡献总量；p_ij表示匹配区域中第i个位置在第j个要素的贡献度；ε_L为实际导航要求的经度允许误差指标，ε_λ为实际导航要求的纬度允许误差指标。ΔL为地磁图经度方向网格大小，Δλ为地磁图纬度方向网格大小，

表示K_ij与序列之间的绝对差；K_ij，j＝1，2，...，6为总强度、磁倾角、磁偏角、北向强度、东向强度和垂直强度六幅地磁参考图中位置点(L_i，λ_i)对应的地磁要素值，

为第j个特性要素下的实测地磁值；num表示匹配区中包含的候选匹配位置点总个数。

所述步骤(4)中匹配度η_i的计算方法为：

${\mathrm{\η}}_i=1-\frac{\underset{j=1}{\overset{6}{\mathrm{\Σ}}}{(a_j-b_j)}^2}{35},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num}),\mathrm{num}=\frac{2{\mathrm{\ϵ}}_L}{\mathrm{\ΔL}}\×\frac{2{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\λ}}}{\mathrm{\Δ\λ}}$

上式中，a_j表示第j要素的权重在权重序列w_j，j＝1，2，...，6中的排序数，b_j表示第j要素关联系数在关联系数序列ξ_i(j)，j＝1，2，...，6中排序数。ε_L为实际导航要求的经度允许误差指标，ε_λ为实际导航要求的纬度允许误差指标。ΔL为地磁图经度方向网格大小，Δλ为地磁图纬度方向网格大小。

所述步骤(5)中载体经纬度的确定方法为最大匹配度相应的位置i所对应的经纬度(L_i，λ_i)为匹配点，即基于匹配度的地磁辅助导航方法计算的载体的位置。

本发明的原理是：地球表面上存在的地磁场是一个矢量场，其特征和所有磁场一样可以通过六个要素来表示，如图2所示。地磁坐标系取x轴沿地理子午线的方向，指向地理正北，y轴沿纬圈的方向，指向地理正东；z轴垂直向下，以向下为正，xoy所在的平面为水平面。地磁场矢量相对于坐标系占据方位OA。矢量在x轴上的投影称为北向分量，在y轴上的投影称为东向分量，在z轴上的投影称为垂直分量，各个分量的大小为强度，并用X、Y、Z来分别表示，则X表示北向强度，Y表示东向强度，Z表示垂直强度。矢量在水平面上的投影称为水平分量H，矢量所在的垂直平面zOB称为磁子午面，而地理子午面与磁子午面之间的夹角(xOB)称为磁偏角D。水平面与地磁矢量之间的夹角AOB称为磁倾角I。由上述定义可以知道地磁矢量由北向东的磁偏角为正磁偏角，由北向西的磁偏角为负磁偏角。当地磁矢量由地表指向下方时，倾角I为正，在北半球是这样，而在南半球矢量指向上方，倾角I为负。飞行载体将预先选定的轨道中某段地区的地磁场六要素——总强度，磁倾角，磁偏角，北向强度，东向强度，垂直强度分别制成地磁要素参考图并储存在计算机存储器中，当载体飞越匹配区时，载体上的传感器实时测量匹配区中地磁场的六个要素值。实时测定的六个地磁要素值与预存的地磁参考图匹配区域中位置点相应的要素值在计算机中计算关联系数。

本发明中的关联系数选取灰度关联系数。地磁辅助导航的基本原理就是在匹配区中凭借实测地磁信号与载体存储地磁图的相似关系寻找最佳匹配点。灰色系统理论中的灰色关联系数依靠信息覆盖描述、分析、综合、处理信息不完全、不确定的灰对象，是评价相似关系的重要指标。考虑到六个要素特性不同，因此在辅助导航中的权重是不同的，所以需要计算各个要素的权重来反映各个要素的重要性从而修正关联系数，本发明通过要素值的熵来客观地反映出各个要素在导航中所起的作用，最后根据关联系数和权重计算出匹配度，匹配度可以合理地反映实测地磁场矢量与存储的匹配区地磁矢量之间的相似关系，匹配度最大值对应的地磁图位置点即匹配点，从而精确确定载体的实时位置。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明充分利用了地磁场矢量信息进行矢量定位，消除了传统的匹配方法利用地磁场总强度序列值轮廓匹配带来的误匹配现象，达到精确定位的效果。

(2)本发明中的定位是在采集完一个地磁矢量信息之后就在地磁图匹配区利用匹配度进行定位，实时性好。

附图说明

图1为本发明的一种基于匹配度的地磁辅助导航方法的设计流程图。

图2为地磁场六要素分量。

具体实施方式

选取实例的导航要求的经度允许误差指标ε_L为0.001度，纬度允许误差指标ε_λ为0.001度，实例选取的地磁图经度方向网格大小ΔL为0.0002度，纬度方向网格大小Δλ为0.0002度。

如图1所示，本发明的具体方法如下：

(1)选择匹配区域，分别从总强度，磁倾角，磁偏角，北向强度，东向强度，垂直强度六幅地磁参考图上读取区域中位置点对应的要素值。

根据惯性测量单元测量数据实时捷联解算载体的经纬度

匹配区域为以惯导计算出的

为中心，边长为0.002度×0.002度的矩形区域。在匹配区中的每个位置点(L_i，λ_i)，1≤i≤num都是候选匹配位置，匹配区中包含的候选匹配位置点总个数

$\mathrm{num}=\frac{0.002}{0.0002}\×\frac{0.002}{0.0002}=100.$

六幅地磁参考图存储在载体计算机中，通过程序读取各幅参考图中位置点(L_i，λ_i)对应的地磁要素K_ij，i＝1，2，...，100，j＝1，2，...，6，K_i1为总强度，K_i2为磁倾角，K_i3为磁偏角，K_i4为北向强度，K_i5为东向强度，K_i6为垂直强度。

(2)在匹配区域中，计算实测地磁数据与区域位置点的要素值之间的关联系数。

为第j个特性要素下的实测地磁值，对匹配区域中各个位置点的要素值进行规范化处理如下：

$K_{\mathrm{ij}}^{\′}=|K_{\mathrm{ij}}-K_j^{*}|,$ ，i＝1，2，...，100；j＝1，2，...，6(1)

$M_{\mathrm{ij}}=\frac{K_j^{\max }-K_{\mathrm{ij}}^{\′}}{K_j^{\max }-K_j^{\min }}---\left(2\right)$

式(2)中， $K_j^{\max }=\underset{i}{\max }\left\{K_{\mathrm{ij}}^{\′}\right\},$ $K_j^{\min }=\underset{i}{\min }\left\{K_{\mathrm{ij}}^{\′}\right\},$ j＝1，2，...，6。

计算{M_ij}每个要素的关联系数，记 $M_j^{*}=\underset{i}{\max }\left\{M_{\mathrm{ij}}\right\}$ ，(i＝1，2，...100；j＝1，2，...，6)，则

表示各个要素中的最优值，取由

组成参考值 $M_0\left(j\right)=\left\{M_j^{*}\right|j=\mathrm{1,2},...,6\},$ 将匹配区域第i个位置对应的第j个属性值M_i(j)＝{M_ij|j＝1，2，...，6}，(i＝1，2，...，num)作为比较序列，则M₀(j)与M_i(j)在第j个要素下的关联系数ξ_i(j)计算如下：

${\mathrm{\ξ}}_i\left(j\right)=\frac{{\mathrm{\Δ}}_{\min }+\mathrm{\ρ}{\mathrm{\Δ}}_{\max }}{{\mathrm{\Δ}}_{i0}\left(j\right)+\mathrm{\ρ}{\mathrm{\Δ}}_{\max }},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num};j=\mathrm{1,2},...,6)---\left(3\right)$

式(3)中 ${\mathrm{\Δ}}_{\min }=\underset{i}{\min }\underset{j}{\min }|M_0\left(j\right)-M_i\left(j\right)|,$ ${\mathrm{\Δ}}_{\max }=\underset{i}{\max }\underset{j}{\max }|M_0\left(j\right)-M_i\left(j\right)|,$ Δ_i0(j)＝|M₀(j)-M_i(j)|，分辨率ρ∈(0，1)，分辨率ρ的作用是提高关联系数之间的差异显著性，一般取0.1～0.5，本实例取0.4。

(3)通过要素值熵来计算权重。

匹配区域中第i个位置在第j个要素的贡献度p_ij计算如下：

$p_{\mathrm{ij}}=\frac{K_{\mathrm{ij}}^{\′}}{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{num}}{\mathrm{\Σ}}}{K}_{\mathrm{ij}}^{\′}},(i=\mathrm{1,2},...,100;j=\mathrm{1,2,3},...,6)---\left(4\right)$

这种贡献度包括一种信息内容，可以用熵E_j来表示第i个位置在第j个要素的贡献总量，计算如下：

$E_j=-k\underset{i=1}{\overset{100}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{\mathrm{ij}}\ln p_{\mathrm{ij}},(j=\mathrm{1,2,3},...,6)---\left(5\right)$

本实例中，式(5)中常数k一般取为： $k=\frac{1}{\ln 100},$ 可以保证E_j∈[0，1]。

第j个要素下各个比较序列贡献度的不一致程度d_j计算如下：

d_j＝1-E_j，(j＝1，2，3，...，6)(6)

计算权重如下：

$w_j=\frac{d_j}{\underset{j=1}{\overset{6}{\mathrm{\Σ}}}{d}_j},(j=\mathrm{1,2,3},...,6)---\left(7\right)$

(4)根据计算的关联系数和权重来计算匹配度。

将每个地磁要素的权重w_j，(j＝1，2，...，6)由大到小组成权重序列，根据非参数统计理论，由各要素的关联系数ξ_i(j)与权重序列w_j计算匹配度η_i

${\mathrm{\η}}_i=1-\frac{\underset{j=1}{\overset{6}{\mathrm{\Σ}}}{(a_j-b_j)}^2}{35},(i=\mathrm{1,2},...,100)---\left(8\right)$

式(8)中，a_j表示第j要素的权重w_j在权重序列中的排序数，b_j表示第j要素关联系数在关联系数序列ξ_i(j)，j＝1，2，...，6中排序数。

(5)根据匹配度η_i大小来确定载体的经纬度。

式(8)计算的匹配度η_i范围为[-1，1]。当匹配度η_i取最大值也就是η_i＝1时，表示权重与关联系数之间的秩次完全符合；当匹配度η_i取最小值也就是η_i＝-1时，表示两者之间的秩次完全相反，呈负相关；当匹配度η_i中间值也就是η_i＝0时，表示两者之间的秩次完全无关。显然，η_i值越大，权重与关联系数之间相关性越好，所以，η_i由大到小的顺序就是匹配区域中位置点对应的地磁要素值与磁传感器实测量地磁要素值之间相似程度由优到劣的次序。η_i最大值相应的位置i所对应的经纬度(L_i，λ_i)为匹配点，即基于匹配度的地磁辅助导航方法计算的载体的位置。

Claims (7)

1.一种基于匹配度的地磁辅助导航方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选择匹配区域，分别从六幅地磁参考图上的每幅读取相对应的一个要素值；

(2)在匹配区域中，计算实测地磁要素数据与区域位置点的要素值之间的关联系数；

(3)通过要素值熵来计算权重；

(4)根据计算的关联系数和权重计算匹配度；

(5)根据匹配度大小确定载体的经纬度。

2.根据权利要求1所述的基于匹配度的地磁辅助导航方法，其特征在于：所述步骤(1)的要素为地磁要素中的总强度、磁倾角、磁偏角、北向强度、东向强度和垂直强度。

3.根据权利要求1所述的基于匹配度的地磁辅助导航方法，其特征在于：所述步骤(2)的关联系数为灰度关联系数。

4.根据权利要求1所述的基于匹配度的地磁辅助导航方法，其特征在于：所述步骤(2)中关联系数ξ_i(j)的计算方法为：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ξ}}_i\left(j\right)=\frac{{\mathrm{\Δ}}_{\min }+\mathrm{\ρ}{\mathrm{\Δ}}_{\max }}{{\mathrm{\Δ}}_{i0}\left(j\right)+\mathrm{\ρ}{\mathrm{\Δ}}_{\max }},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num};j=\mathrm{1,2},...,6),\mathrm{num}=\frac{{2\mathrm{\ϵ}}_L}{\mathrm{\ΔL}}\×\frac{{2\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\λ}}}{\mathrm{\Δ\λ}}\\ {\mathrm{\Δ}}_{\min }=\underset{i}{\min }\underset{j}{\min }|M_0\left(j\right)-M_i\left(j\right)|,{\mathrm{\Δ}}_{\max }=\underset{i}{\max }\underset{j}{\max }|M_0\left(j\right)-M_i\left(j\right)|\\ {\mathrm{\Δ}}_{i0}\left(j\right)=|M_0\left(j\right)-M_i\left(j\right)|\\ M_0\left(j\right)=\left\{M_j^{*}\right|j=\mathrm{1,2},...,6\},M_i\left(j\right)=\{M_{\mathrm{ij}}|j=\mathrm{1,2},...,6\},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num})\\ M_{\mathrm{ij}}=\frac{K_j^{\max }-K_{\mathrm{ij}}^{\′}}{K_j^{\max }-K_j^{\min }}\\ M_j^{*}=\underset{j}{\max }\left\{M_{\mathrm{ij}}\right\},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num};j=\mathrm{1,2},...,6)\\ K_j^{\max }=\underset{j}{\max }\left\{K_{\mathrm{ij}}^{\′}\right\},K_j^{\min }=\underset{i}{\min }\left\{K_{\mathrm{ij}}^{\′}\right\},(j=\mathrm{1,2},...,6)\\ K_{\mathrm{ij}}^{\′}=|K_{\mathrm{ij}}-K_j^{*}|,(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num};j=\mathrm{1,2},...,6)\end{array}\right.$

式中，Δ_min表示M₀(j)与M_i(j)序列绝对差中的最小值；Δ_max表示M₀(j)与M_i(j)序列绝对差中的最大值；Δ_i0(j)表示M₀(j)与M_i(j)序列之间的绝对差；ρ表示分辨率，取值范围为ρ∈(0，1)；num表示匹配区域中包含的候选匹配位置点总个数；ε_L为实际导航要求的经度允许误差指标，ε_λ为实际导航要求的纬度允许误差指标；ΔL为地磁图经度方向网格大小，Δλ为地磁图纬度方向网格大小；M₀(j)表示由M_j ^*组成的参考值；M_i(j)表示匹配区域第i个位置对应的第j个属性值；M_ij表示归一化后的属性值；M_j ^*表示各个要素中的最优值；K_ij，j＝1，2，...，6为总强度、磁倾角、磁偏角、北向强度、东向强度和垂直强度六幅地磁参考图中位置点(L_i，λ_i)对应的地磁要素值，K_j ^*为第j个特性要素下的实测地磁值，K′_ij表示K_ij与K_j ^*序列之间的绝对差，K_j ^max表示K′_ij序列中的最大值；K_j ^min表示K′_ij序列中的最小值。

5.根据权利要求1所述的基于匹配度的地磁辅助导航方法，其特征在于：所述步骤(3)中权重w_j的计算方法为：

$\left\{\begin{array}{c}{w}_j=\frac{d_j}{\underset{j=1}{\overset{6}{\mathrm{\Σ}}}{d}_j},(j=\mathrm{1,2}...,6)\\ d_j=1-E_j,(j=\mathrm{1,2,3},...,6)\\ E_j=-\frac{1}{\mathrm{num}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{num}}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{\mathrm{ij}}\ln p_{\mathrm{ij}},(j=\mathrm{1,2,3},...,6)\\ p_{\mathrm{ij}}=\frac{K_{\mathrm{ij}}^{\′}}{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{num}}{\mathrm{\Σ}}}{K}_{\mathrm{ij}}^{\′}},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num};j=\mathrm{1,2,3},...,6)\\ K_{\mathrm{ij}}^{\′}=|K_{\mathrm{ij}}-K_j^{*}|,(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num},j=\mathrm{1,2},...,6)\\ \mathrm{num}=\frac{{2\mathrm{\ϵ}}_L}{\mathrm{\ΔL}}\×\frac{2{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\λ}}}{\mathrm{\Δ\λ}}\end{array}\right.$

式中，d_j表示第j个要素下各个比较序列贡献度的不一致程度；E_j表示第i个位置在第j个要素的贡献总量；p_ij表示匹配区域中第i个位置在第j个要素的贡献度；ε_L为实际导航要求的经度允许误差指标，ε_λ为实际导航要求的纬度允许误差指标；ΔL为地磁图经度方向网格大小，Δλ为地磁图纬度方向网格大小，K′_ij表示K_ij与K_j ^*序列之间的绝对差；K_ij，j＝1，2，...，6为总强度、磁倾角、磁偏角、北向强度、东向强度和垂直强度六幅地磁参考图中位置点(L_i，λ_i)对应的地磁要素值，K_j ^*为第j个特性要素下的实测地磁值；num表示匹配区域中包含的候选匹配位置点总个数。

6.根据权利要求1所述的基于匹配度的地磁辅助导航方法，其特征在于：所述步骤(4)中匹配度η_i的计算方法为：

${\mathrm{\η}}_i=1-\frac{\underset{j=1}{\overset{6}{\mathrm{\Σ}}}{(a_j-b_j)}^2}{35},(i=\mathrm{1,2},...,\mathrm{num}),$ $\mathrm{num}=\frac{{2\mathrm{\ϵ}}_L}{\mathrm{\ΔL}}\×\frac{{2\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\λ}}}{\mathrm{\Δ\λ}}$

式中，a_j表示第j要素权重在权重序列w_j，j＝1，2，...，6中的排序数，b_j表示第j要素关联系数在关联系数序列ξ_i(j)，j＝1，2，...，6中排序数，ε_L为实际导航要求的经度允许误差指标，ε_λ为实际导航要求的纬度允许误差指标；ΔL为地磁图经度方向网格大小，Δλ为地磁图纬度方向网格大小。

7.根据权利要求1所述的基于匹配度的地磁辅助导航方法，其特征在于：所述步骤(5)中载体经纬度的确定方法为最大匹配度相应的位置i所对应的经纬度

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