CN111426313A - 一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法及系统。方法包括：获取潜艇的当前海域的位置；根据所述潜艇的当前海域的位置确定当前海域的重力灯塔；根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子；判断所述线面判别因子是否小于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述线面判别因子大于或等于设定阈值，则利用线匹配确定所述潜艇的位置；若所述第一判断结果表示所述线面判别因子小于设定阈值，则利用面匹配确定所述潜艇的位置；根据所述潜艇的位置校正惯性导航系统。本发明所提供的一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法及系统，实现了测量结果与重力灯塔快速、准确的匹配，进而提高潜艇的导航效率。

Description

一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法及系统

技术领域

本发明涉及水下潜器重力导航领域，特别是涉及一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法及系统。

背景技术

水下重力灯塔导航方法是从全球海洋重力异常图中筛选出特征明显的数据，构建重力灯塔数据库，通过艇载重力仪测量结果与重力灯塔进行相关分析，从而获取自身坐标并校正惯导系统，进而实时进行潜艇的导航。

一般通过艇载重力仪测量结果与重力灯塔分析获取潜艇自身坐标的方法包括线匹配和面匹配。其中，在“一种联合多波束测深的水下重力灯塔潜艇导航方法及系统”中，记载了面匹配是潜艇利用自身机动或释放出自主式水下潜器(Autonomous UnderwaterVehicle，AUV)进行局部区域数据采集，形成一组面状数据，再利用该面数据与重力灯塔匹配来获得自身位置。在“一种联合AUV的水下重力灯塔导航方法与系统”中，记载了线匹配是潜艇在航行时，同步测量航迹上的重力异常数据，形成一条航迹重力异常剖面，即“线数据”，利用该线数据和重力基准图做匹配来获得潜艇的位置。

传统的线匹配，因为其采集数据是一条剖面，数据量少，因此搜索时间相对较短。但也因为数据量少，所测量到的重力特征有限，在重力场特征不明显的区域误差较大；而面数据匹配，定位计算量大，耗时多，但因为面数据对局部重力场的刻画能力很强，因此定位精度高。

综上所述，现有技术中通过艇载重力仪测量结果与重力灯塔分析获取潜艇自身坐标的技术还不能实现测量结果与重力灯塔快速、准确的匹配，进而造成潜艇的导航效率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法及系统，实现测量结果与重力灯塔快速、准确的匹配，进而提高潜艇的导航效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法，包括：

获取潜艇的当前海域的位置；所述位置包括经度和纬度；

根据所述潜艇的当前海域的位置确定当前海域的重力灯塔；

根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子；所述线面判别因子用于判别所述重力灯塔是使用线匹配还是面匹配；

判断所述线面判别因子是否小于设定阈值，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示所述线面判别因子大于或等于设定阈值，则利用线匹配确定所述潜艇的位置；

若所述第一判断结果表示所述线面判别因子小于设定阈值，则利用面匹配确定所述潜艇的位置；

根据所述潜艇的位置校正惯性导航系统。

可选的，所述根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子，之前还包括：

将所述重力灯塔进行格网化，获得格网化的重力灯塔；所述格网化的重力灯塔包括多个格网；每个格网包括四个重力数据点；

将所述格网化后的重力灯塔中的完整格网进行提取；所述完整格网为四个重力数据点均在所述重力灯塔中；

获取每个完整格网的粗糙度；

将粗糙度大于粗糙度阈值的完整格网进行标记；

根据标记后的完整格网确定航迹。

可选的，所述根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子，具体包括：

获取所述当前海域的重力灯塔的粗糙度和标准差；所述粗糙度用于表征重力场的梯度变化；所述标准差用于表征局部的重力异常值与整个重力异常平均值的差异程度；

将所述粗糙度与所述标准差作商，确定所述线面判别因子。

可选的，所述若所述第一判断结果表示所述线面判别因子大于或等于设定阈值，则利用线匹配确定所述潜艇的位置，具体包括：

从所述航迹中选取长度最长的航迹；

对所述长度最长的航迹进行线匹配，确定潜艇的位置。

可选的，所述若所述第一判断结果表示所述线面判别因子小于设定阈值，则利用面匹配确定所述潜艇的位置，具体包括：

获取所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度；

将大于等于所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度的轨迹进行提取；

对提取后的轨迹进行线匹配，确定潜艇的待选位置；

根据所述潜艇的待选位置确定吻合度；

判断所述吻合度是否小于吻合度阈值；

若所述吻合度小于吻合度阈值，则根据所述潜艇的待选位置确定潜艇的位置；

若所述吻合度大于或等于吻合度阈值，则利用面匹配确定潜艇的位置。

一种基于重力灯塔的潜艇的导航系统，包括：

当前海域的位置获取模块，用于获取潜艇的当前海域的位置；所述位置包括经度和纬度；

当前海域的重力灯塔确定模块，用于根据所述潜艇的当前海域的位置确定当前海域的重力灯塔；

线面判别因子确定模块，用于根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子；所述线面判别因子用于判别所述重力灯塔是使用线匹配还是面匹配；

判断模块，用于判断所述线面判别因子是否小于设定阈值，得到第一判断结果；

潜艇的位置第一确定模块，用于若所述第一判断结果表示所述线面判别因子大于或等于设定阈值，则利用线匹配确定所述潜艇的位置；

潜艇的位置第二确定模块，用于若所述第一判断结果表示所述线面判别因子小于设定阈值，则利用面匹配确定所述潜艇的位置；

惯性导航系统校正模块，用于根据所述潜艇的位置校正惯性导航系统。

可选的，还包括：

重力灯塔格网化模块，用于将所述重力灯塔进行格网化，获得格网化的重力灯塔；所述格网化的重力灯塔包括多个格网；每个格网包括四个重力数据点；

完整格网提取模块，用于将所述格网化后的重力灯塔中的完整格网进行提取；所述完整格网为四个重力数据点均在所述重力灯塔中；

完整格网的粗糙度获取模块，用于获取每个完整格网的粗糙度；

标记模块，用于将粗糙度大于粗糙度阈值的完整格网进行标记；

航迹确定模块，用于根据标记后的完整格网确定航迹。

可选的，所述线面判别因子确定模块具体包括：

粗糙度和标准差获取单元，用于获取所述当前海域的重力灯塔的粗糙度和标准差；所述粗糙度用于表征重力场的梯度变化；所述标准差用于表征局部的重力异常值与整个重力异常平均值的差异程度；

线面判别因子确定单元，用于将所述粗糙度与所述标准差作商，确定所述线面判别因子。

可选的，所述潜艇的位置第一确定模块具体包括：

最长的航迹获取单元，用于从所述航迹中选取长度最长的航迹；

潜艇的位置第一确定单元，用于对所述长度最长的航迹进行线匹配，确定潜艇的位置。

可选的，所述潜艇的位置第二确定模块具体包括：

重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度获取单元，用于获取所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度；

轨迹提取单元，用于将大于等于所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度的轨迹进行提取；

潜艇的待选位置确定单元，用于对提取后的轨迹进行线匹配，确定潜艇的待选位置；

吻合度确定单元，用于根据所述潜艇的待选位置确定吻合度；

判断单元，用于判断所述吻合度是否小于吻合度阈值；

潜艇的位置第一确定单元，用于若所述吻合度小于吻合度阈值，则根据所述潜艇的待选位置确定潜艇的位置；

潜艇的位置第二确定单元，用于若所述吻合度大于或等于吻合度阈值，则利用面匹配确定潜艇的位置。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明所提供的一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法及系统，根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子，利用线面判别因子可以迅速判断当前选中重力灯塔适合采用线匹配还是面匹配。即可以根据潜艇所在海域的重力灯塔的重力特征和采集的数据自适应的确定匹配方法，实现艇载重力仪测量结果与重力灯塔快速、准确的匹配，进而提高潜艇的导航效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法流程示意图；

图2为格网化后的重力灯塔示意图；

图3为标记后的完整格网示意图；

图4为获取长度最长的航迹的示意图

图5为重力灯塔的轮廓外切椭圆示意图；

图6为重力灯塔的航迹选取示意图；

图7为本发明所提供的一种基于重力灯塔的潜艇的导航系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法及系统，实现测量结果与重力灯塔快速、准确的匹配，进而提高潜艇的导航效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明所提供的一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法流程示意图，如图1所示，本发明所提供的一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法，包括：

S101，获取潜艇的当前海域的位置；所述位置包括经度和纬度。

S102，根据所述潜艇的当前海域的位置确定当前海域的重力灯塔。

S103，根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子。所述线面判别因子用于判别所述重力灯塔是使用线匹配还是面匹配。

在S103之前还包括：

将所述重力灯塔进行格网化，获得格网化的重力灯塔；所述格网化的重力灯塔包括多个格网；每个格网包括四个重力数据点；格网化后的重力灯塔如图2所示。

将格网化后的重力灯塔中的完整格网进行提取；所述完整格网为四个重力数据点均在所述重力灯塔中。如图2所示，完整格网共63个。

获取每个完整格网的粗糙度；粗糙度越大，表明该区域重力剖面陡倾程度越高，且陡倾形态越多。因此，粗糙度大的区域，适合进行线匹配。全球格网粗糙度中最大值为r_max，最小值为r_min。

其中，利用公式

确定第i个完整格网的粗糙度；r_i为第i个完整格网的粗糙度，r_λ为经度方向的绝对粗糙度，

为纬度方向的绝对粗糙度，n为完整格网的数量。

将完整格网的粗糙度大于粗糙度阈值的完整格网进行标记。本发明实施例中将粗糙度阈值设定为0.4，如图3所示。

根据标记后的完整格网确定航迹。即通过完整格网的标记使本发明沿重力灯塔格网粗糙度大的格网做航迹选取的方式，使得航迹重力异常的采集更具有梯度变化，特征丰富，有利于提升匹配成功率。

其中S103具体包括：

获取所述当前海域的重力灯塔的粗糙度和标准差；所述粗糙度用于表征重力场的梯度变化；所述标准差用于表征局部的重力异常值与整个重力异常平均值的差异程度。

获取所述当前海域的重力灯塔的粗糙度和标准差具体包括：

利用公式

对所述重力灯塔格网粗糙度进行归一化。

利用公式

确定所述重力灯塔的粗糙度。

利用公式

确定第i个完整格网的标准差；

为第i个格网的重力异常平均值，Δg_j为第i个完整格网的第j个重力数据点的重力异常值。

利用公式

对所述重力灯塔格网标准差进行归一化。

利用公式

确定所述重力灯塔的标准差。

利用公式

确定所述线面判别因子XM_factor。

S104，判断所述线面判别因子是否小于设定阈值，得到第一判断结果；设定阈值为1。即，若XM_factor≥1，说明所述重力灯塔的梯度特征比较大，适宜于使用线匹配；若XM_factor＜1，说明所述重力灯塔的面状特征比较复杂，适宜于使用面匹配。

S105，若所述第一判断结果表示所述线面判别因子大于或等于设定阈值，则利用线匹配确定所述潜艇的位置。

从所述航迹中选取长度最长的航迹，并如图4所示。

对所述长度最长的航迹进行线匹配，确定潜艇的位置。

S106，若所述第一判断结果表示所述线面判别因子小于设定阈值，则利用面匹配确定所述潜艇的位置。

获取所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度；重力灯塔的轮廓外切椭圆如图5所示。

将大于等于所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度的轨迹进行提取；航迹选取示意图如图6所示。

对提取后的轨迹进行线匹配，确定潜艇的待选位置。

根据所述潜艇的待选位置确定吻合度。

判断所述吻合度是否小于吻合度阈值。

若所述吻合度小于吻合度阈值，则根据所述潜艇的待选位置确定潜艇的位置。

若所述吻合度大于或等于吻合度阈值，则利用面匹配确定潜艇的位置。

在具体实施例中，具体的匹配过程为：

S1：对提取的航迹L1进行线匹配，匹配结果为点1(A1,B1)；对航迹L2进行线匹配，匹配结果为点2(A2,B2)。

S2：吻合度：计算两匹配结果距离D₁₂：

S3：吻合度判断：若D₁₂＜D_lim(D_lim为距离阈值)，则潜艇的待选位置为点1、点2的中点，其坐标(A,B)为：

S4：若D₁₂≥D_lim，则再选取剩余的提取后的航迹L3计算其匹配结果，并分别与L1、L2匹配结果进行吻合度判断；若没有剩余的提取后的航迹，则直接跳转S23。

S5：对提取后的航迹L3进行线匹配，匹配结果为点3(A3,B3)。

S6：吻合度：分别计算点3与点1、点2的距离D₁₃、D₂₃：

和

S7：吻合度判断：

S8：若D₁₃＜D_lim且D₂₃≥D_lim，则潜艇位置为点1、点3的中点，其坐标(A,B)为：

S9：若D₂₃＜D_lim且D₁₃≥D_lim，则潜艇的待选位置为点2、点3的中点，其坐标(A,B)为：

S10：若D₁₃＜D_lim且D₂₃＜D_lim，则潜艇的待选位置为点1、点2、点3连线图形的几何中心，其坐标(A,B)为：

S11：若D₁₃≥D₁₃且D₂₃≥D₁₃，则再选取剩余的提取后的航迹L4，计算其匹配结果，并分别与L1、L2和L3匹配结果进行吻合度判断；若没有剩余的提取后的航迹，则直接跳转S23。

S12：对航迹L4进行线匹配，匹配结果为点4(A4,B4)。

S13：吻合度：分别计算点4与点1、点2、点3的距离D₁₄、D₂₄、D₃₄：

和

S14：吻合度判断：

S15：若D₁₄＜D_lim、D₂₄≥D_lim、D₃₄≥D_lim，则潜艇位置为点1、点4的中点，其坐标(A,B)为：

S16：若D₁₄≥D_lim、D₂₄＜D_lim、D₃₄≥D_lim，则潜艇位置为点2、点4的中点，其坐标(A,B)为：

S17：若D₁₄≥D_lim、D₂₄≥D_lim、D₃₄＜D_lim，则潜艇位置为点3、点4的中点，其坐标(A,B)为：

S18：若D₁₄＜D_lim、D₂₄＜D_lim、D₃₄≥D_lim，则潜艇位置为点1、点2、点4连线图形的几何中心，其坐标(A,B)为：

S19：若D₁₄＜D_lim、D₂₄≥D_lim、D₃₄＜D_lim，则潜艇位置为点1、点3、点4连线图形的几何中心，其坐标(A,B)为：

S20：若D₁₄≥D_lim、D₂₄＜D_lim、D₃₄＜D_lim，则潜艇位置为点2、点3、点4连线图形的几何中心，其坐标(A,B)为：

S21：若D₁₄＜D_lim、D₂₄＜D_lim、D₃₄＜D_lim，则潜艇位置为点1、点2、点3、点4连线图形的几何中心，其坐标(A,B)为：

S22：若D₁₄≥D_lim、D₂₄≥D_lim、D₃₄≥D_lim，则跳转到S23。

S23：选用面匹配计算潜艇位置(A,B)。

S107，根据所述潜艇的位置校正惯性导航系统。

本发明所提供的一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法，通过线面判别因子，可以快速判定当前选中灯塔适合的匹配导航方式。即避免误用线匹配导致匹配结果不准确，又避免误用面匹配带来的高计算量耗时。将线匹配与面匹配进行流程融合，设置了线匹配的流程终止条件及跳转条件。最大化利用线匹配计算时间短的特点，将面匹配作为线匹配不成功后的补充导航定位方式。构成一种线面融合导航流程，进一步提高重力灯塔匹配导航效率。

图7为本发明所提供的一种基于重力灯塔的潜艇的导航系统结构示意图，如图7所示，本发明所提供的一种基于重力灯塔的潜艇的导航系统，包括：当前海域的位置获取模块701、当前海域的重力灯塔确定模块702、线面判别因子确定模块703、判断模块704、潜艇的位置第一确定模块705、潜艇的位置第二确定模块706和惯性导航系统校正模块707。

当前海域的位置获取模块701用于获取潜艇的当前海域的位置；所述位置包括经度和纬度。

当前海域的重力灯塔确定模块702用于根据所述潜艇的当前海域的位置确定当前海域的重力灯塔。

线面判别因子确定模块703用于根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子；所述线面判别因子用于判别所述重力灯塔是使用线匹配还是面匹配。

判断模块704用于判断所述线面判别因子是否小于设定阈值，得到第一判断结果。

潜艇的位置第一确定模块705用于若所述第一判断结果表示所述线面判别因子大于或等于设定阈值，则利用线匹配确定所述潜艇的位置。

潜艇的位置第二确定模块706用于若所述第一判断结果表示所述线面判别因子小于设定阈值，则利用面匹配确定所述潜艇的位置。

惯性导航系统校正模块707用于根据所述潜艇的位置校正惯性导航系统。

所述线面判别因子确定模块703具体包括：粗糙度和标准差获取单元和线面判别因子确定单元。

粗糙度和标准差获取单元用于获取所述当前海域的重力灯塔的粗糙度和标准差；所述粗糙度用于表征重力场的梯度变化；所述标准差用于表征局部的重力异常值与整个重力异常平均值的差异程度。

线面判别因子确定单元用于将所述粗糙度与所述标准差作商，确定所述线面判别因子。

本发明所提供的一种基于重力灯塔的潜艇的导航系统，还包括：重力灯塔格网化模块、完整格网提取模块、完整格网的粗糙度获取模块、标记模块和航迹确定模块。

重力灯塔格网化模块用于将所述重力灯塔进行格网化，获得格网化的重力灯塔；所述格网化的重力灯塔包括多个格网；每个格网包括四个重力数据点。

完整格网提取模块用于将所述格网化后的重力灯塔中的完整格网进行提取；所述完整格网为四个重力数据点均在所述重力灯塔中。

完整格网的粗糙度获取模块用于获取每个完整格网的粗糙度。

标记模块用于将粗糙度大于粗糙度阈值的完整格网进行标记。

航迹确定模块用于根据标记后的完整格网确定航迹。

所述潜艇的位置第一确定模块705具体包括：最长的航迹获取单元和潜艇的位置第一确定单元。

最长的航迹获取单元用于从所述航迹中选取长度最长的航迹。

潜艇的位置第一确定单元用于对所述长度最长的航迹进行线匹配，确定潜艇的位置。

所述潜艇的位置第二确定模块706具体包括：重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度获取单元、轨迹提取单元、潜艇的待选位置确定单元、吻合度确定单元、判断单元、潜艇的位置第一确定单元和潜艇的位置第二确定单元。

重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度获取单元用于获取所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度。

轨迹提取单元用于将大于等于所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度的轨迹进行提取。

潜艇的待选位置确定单元用于对提取后的轨迹进行线匹配，确定潜艇的待选位置；

吻合度确定单元用于根据所述潜艇的待选位置确定吻合度。

判断单元用于判断所述吻合度是否小于吻合度阈值。

潜艇的位置第一确定单元用于若所述吻合度小于吻合度阈值，则根据所述潜艇的待选位置确定潜艇的位置。

潜艇的位置第二确定单元用于若所述吻合度大于或等于吻合度阈值，则利用面匹配确定潜艇的位置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法，其特征在于，包括：

获取潜艇的当前海域的位置；所述位置包括经度和纬度；

根据所述潜艇的当前海域的位置确定当前海域的重力灯塔；

根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子；所述线面判别因子用于判别所述重力灯塔是使用线匹配还是面匹配；

判断所述线面判别因子是否小于设定阈值，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示所述线面判别因子大于或等于设定阈值，则利用线匹配确定所述潜艇的位置；

若所述第一判断结果表示所述线面判别因子小于设定阈值，则利用面匹配确定所述潜艇的位置；

根据所述潜艇的位置校正惯性导航系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法，其特征在于，所述根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子，之前还包括：

将所述重力灯塔进行格网化，获得格网化的重力灯塔；所述格网化的重力灯塔包括多个格网；每个格网包括四个重力数据点；

将所述格网化后的重力灯塔中的完整格网进行提取；所述完整格网为四个重力数据点均在所述重力灯塔中；

获取每个完整格网的粗糙度；

将粗糙度大于粗糙度阈值的完整格网进行标记；

根据标记后的完整格网确定航迹。

3.根据权利要求2所述的一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法，其特征在于，所述根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子，具体包括：

获取所述当前海域的重力灯塔的粗糙度和标准差；所述粗糙度用于表征重力场的梯度变化；所述标准差用于表征局部的重力异常值与整个重力异常平均值的差异程度；

将所述粗糙度与所述标准差作商，确定所述线面判别因子。

4.根据权利要求2所述的一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法，其特征在于，所述若所述第一判断结果表示所述线面判别因子大于或等于设定阈值，则利用线匹配确定所述潜艇的位置，具体包括：

从所述航迹中选取长度最长的航迹；

对所述长度最长的航迹进行线匹配，确定潜艇的位置。

5.根据权利要求2所述的一种基于重力灯塔的潜艇的导航方法，其特征在于，所述若所述第一判断结果表示所述线面判别因子小于设定阈值，则利用面匹配确定所述潜艇的位置，具体包括：

获取所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度；

将大于或等于所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度的轨迹进行提取；

对提取后的轨迹进行线匹配，确定潜艇的待选位置；

根据所述潜艇的待选位置确定吻合度；

判断所述吻合度是否小于吻合度阈值；

若所述吻合度小于吻合度阈值，则根据所述潜艇的待选位置确定潜艇的位置；

若所述吻合度大于或等于吻合度阈值，则利用面匹配确定潜艇的位置。

6.一种基于重力灯塔的潜艇的导航系统，其特征在于，包括：

当前海域的位置获取模块，用于获取潜艇的当前海域的位置；所述位置包括经度和纬度；

当前海域的重力灯塔确定模块，用于根据所述潜艇的当前海域的位置确定当前海域的重力灯塔；

线面判别因子确定模块，用于根据所述当前海域的重力灯塔确定所述重力灯塔的线面判别因子；所述线面判别因子用于判别所述重力灯塔是使用线匹配还是面匹配；

判断模块，用于判断所述线面判别因子是否小于设定阈值，得到第一判断结果；

潜艇的位置第一确定模块，用于若所述第一判断结果表示所述线面判别因子大于或等于设定阈值，则利用线匹配确定所述潜艇的位置；

潜艇的位置第二确定模块，用于若所述第一判断结果表示所述线面判别因子小于设定阈值，则利用面匹配确定所述潜艇的位置；

惯性导航系统校正模块，用于根据所述潜艇的位置校正惯性导航系统。

7.根据权利要求6所述的一种基于重力灯塔的潜艇的导航系统，其特征在于，还包括：

重力灯塔格网化模块，用于将所述重力灯塔进行格网化，获得格网化的重力灯塔；所述格网化的重力灯塔包括多个格网；每个格网包括四个重力数据点；

完整格网提取模块，用于将所述格网化后的重力灯塔中的完整格网进行提取；所述完整格网为四个重力数据点均在所述重力灯塔中；

完整格网的粗糙度获取模块，用于获取每个完整格网的粗糙度；

标记模块，用于将粗糙度大于粗糙度阈值的完整格网进行标记；

航迹确定模块，用于根据标记后的完整格网确定航迹。

8.根据权利要求7所述的一种基于重力灯塔的潜艇的导航系统，其特征在于，所述线面判别因子确定模块具体包括：

粗糙度和标准差获取单元，用于获取所述当前海域的重力灯塔的粗糙度和标准差；所述粗糙度用于表征重力场的梯度变化；所述标准差用于表征局部的重力异常值与整个重力异常平均值的差异程度；

线面判别因子确定单元，用于将所述粗糙度与所述标准差作商，确定所述线面判别因子。

9.根据权利要求7所述的一种基于重力灯塔的潜艇的导航系统，其特征在于，所述潜艇的位置第一确定模块具体包括：

最长的航迹获取单元，用于从所述航迹中选取长度最长的航迹；

潜艇的位置第一确定单元，用于对所述长度最长的航迹进行线匹配，确定潜艇的位置。

10.根据权利要求7所述的一种基于重力灯塔的潜艇的导航系统，其特征在于，所述潜艇的位置第二确定模块具体包括：

重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度获取单元，用于获取所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度；

轨迹提取单元，用于将大于等于所述重力灯塔的轮廓外切椭圆短轴长度的轨迹进行提取；

潜艇的待选位置确定单元，用于对提取后的轨迹进行线匹配，确定潜艇的待选位置；

吻合度确定单元，用于根据所述潜艇的待选位置确定吻合度；

判断单元，用于判断所述吻合度是否小于吻合度阈值；

潜艇的位置第一确定单元，用于若所述吻合度小于吻合度阈值，则根据所述潜艇的待选位置确定潜艇的位置；

潜艇的位置第二确定单元，用于若所述吻合度大于或等于吻合度阈值，则利用面匹配确定潜艇的位置。

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