CN111649763A - 一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法及系统。方法包括获取海洋中多个位置的重力数据点的经度、纬度以及重力值；根据重力数据点的经度、纬度以及重力值将所有重力数据点以第一设定分辨率进行网格化处理；计算每一个当前分辨率下的网格的归一化等级因子；判断归一化等级因子是否大于归一化等级因子阈值；若归一化等级因子大于归一化等级因子阈值，则保留当前分辨率下的网格；根据保留的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定重力灯塔数据库；根据重力灯塔数据库校正惯性导航系统；根据校正后的惯性导航系统对潜艇进行导航。本发明所提供得一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法及系统，提高了潜艇的导航效率。

Description

一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法及系统

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建立的潜艇导航方法及系统。

背景技术

现有的潜艇导航是利用重力匹配校正惯性导航系统，利用校正惯性导航系统进行导航。而重力匹配辅助导航是通过测高卫星数据获取全球海洋重力异常图，预先装入潜艇导航终端。通过舰载重力仪实时测量航迹上的重力异常值，将一段时间的航迹重力异常测量结果与预装海洋重力异常图进行匹配，从而获得潜艇自身坐标，用以校正惯性导航系统。而全球海洋重力异常图预装数据量大，大大增加了匹配时的搜索时间，即匹配效率低，使得潜艇不能及时的规划自己的航程。

为了提高匹配效率，将全球海洋重力异常图预装数据替换为灯塔数据库预装数据，灯塔数据库预装数据量比全球海洋重力异常图预装数据量小的多，降低了匹配时的搜索时间，能提升匹配效率，又因为重力灯塔特征明显，更利于潜艇导航，也能使潜艇更合理的规划自己的航程。

其中，海洋中存在有大量火山喷发和板块运动形成的极陡峭海山，在其顶部会产生很突出的局部重力高值，形成明显的重力特征点群。海洋重力场在局部海底地形突出和地下质量聚集的分布情况影响下，会形成类似陆地地形一样的分布纹理特征，存在重力“山峰”、“山谷”、“山脊”等现象的重力异常高值区、低值区及平缓区。将这些存在于海底，天然、离散分布的重力高值特征点群视为导航的“灯塔”，即为“重力灯塔”。

传统重力灯塔筛选时需要计算海洋重力场的标准差、粗糙度、相关系数、坡度、局部熵、起伏度、平均重力、切割度、变异系数9类参数，分别进行灯塔筛选，最后将这几类参数筛选结果的重合部分定为重力灯塔，完成全球重力灯塔的建立。

这种重力灯塔建立方式过于复杂，用于筛选的参数过多(有9个)，没有统一的标准，会造成各参数筛选结果的冲突；由于要对全海域重力场9类计算结果分别筛选，就势必要对9类数据做聚类分析，聚类分析过程非常耗时，相当于增加了9倍的耗时；还要对9类计算结果做重合区判断，又多了一个耗时部分。

可见，现有技术中还不能有效的提高潜艇的导航效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法及系统，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：

一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法，包括：

获取海洋中多个位置的重力数据点的经度、纬度以及重力值；

根据所述重力数据点的经度、纬度以及重力值将所有所述重力数据点以第一设定分辨率进行网格化处理；

计算每一个当前分辨率下的网格的归一化等级因子；所述归一化等级因子为网格重力异常的变化程度；

判断所述归一化等级因子是否大于归一化等级因子阈值；

若所述归一化等级因子大于归一化等级因子阈值，则保留所述当前分辨率下的网格；

若所述归一化等级因子不大于归一化等级因子阈值，则剔除所述当前分辨率下的网格；

根据保留的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定重力灯塔数据库；

根据所述重力灯塔数据库校正惯性导航系统；

根据校正后的惯性导航系统对所述潜艇进行导航。

可选的，所述计算每一个当前分辨率下的网格的归一化等级因子，具体包括：

根据当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度和局部熵；所述标准差为当前分辨率下的第i个网格的重力异常的离散程度与总体起伏情况；所述绝对粗糙度为衡量重力场曲面表面光滑程度的度量值；所述局部熵为反映重力场的离散程度；

根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差和当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算所述当前分辨率下的第i个网格的相关系数；所述相关系数为相邻点的重力异常序列的线性相关程度；

根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度、局部熵和相关系数计算所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子；

对所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子进行归一化处理确定所述当前分辨率下的第i个网格的归一化等级因子。

可选的，所述根据保留的当前分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定当前分辨率下的网格的重力灯塔数据库，之后还包括：

根据保留的当前分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第二设定分辨率进行网格化处理；

计算第二设定分辨率下网格的归一化等级因子；

保留大于归一化等级因子阈值的第二设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格；

根据保留的第二设定分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第三设定分辨率进行网格化处理；

计算第三设定分辨率下网格的归一化等级因子；

保留大于归一化等级因子阈值的第三设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格；所述第三设定分辨率高于所述第二设定分辨率；所述第二设定分辨率高于所述第一设定分辨率。

可选的，所述根据保留的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定网格的重力灯塔数据库，之前还包括：

根据保留的网格归一化等级因子的大小对所述重力灯塔进行等级划分。

可选的，所述根据所述重力灯塔数据库校正惯性导航系统，具体包括：

获取所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值；

根据所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值与所述重力灯塔数据库进行匹配，确定所述潜艇的坐标；

根据所述潜艇的坐标校正所述惯性导航系统。

一种基于重力灯塔建立的潜艇导航系统，包括：

第一获取模块，用于获取海洋中多个位置的重力数据点的经度、纬度以及重力值；

第一网格化处理模块，用于根据所述重力数据点的经度、纬度以及重力值将所有所述重力数据点以第一设定分辨率进行网格化处理；

第一归一化等级因子确定模块，用于计算每一个当前分辨率下的网格的归一化等级因子；所述归一化等级因子为网格重力异常的变化程度；

判断模块，用于判断所述归一化等级因子是否大于归一化等级因子阈值；

第一保留模块，用于若所述归一化等级因子大于归一化等级因子阈值，则保留所述当前分辨率下的网格；

剔除模块，用于若所述归一化等级因子不大于归一化等级因子阈值，则剔除所述当前分辨率下的网格；

重力灯塔数据库确定模块，用于根据保留的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定重力灯塔数据库；

惯性导航系统校正模块，用于根据所述重力灯塔数据库校正惯性导航系统；

导航模块，用于根据校正后的惯性导航系统对所述潜艇进行导航。

可选的，所述归一化等级因子确定模块具体包括：

标准差、绝对粗糙度和局部熵确定单元，用于根据当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度和局部熵；所述标准差为当前分辨率下的第i个网格的重力异常的离散程度与总体起伏情况；所述绝对粗糙度为衡量重力场曲面表面光滑程度的度量值；所述局部熵为反映重力场的离散程度；

相关系数确定单元，用于根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差和当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算所述当前分辨率下的第i个网格的相关系数；所述相关系数为相邻点的重力异常序列的线性相关程度；

等级因子确定单元，用于根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度、局部熵和相关系数计算所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子；

归一化等级因子确定单元，用于对所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子进行归一化处理确定所述当前分辨率下的第i个网格的归一化等级因子。

可选的，还包括：

第二网格化处理模块，用于根据保留的当前分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第二设定分辨率进行网格化处理；

第二归一化等级因子确定模块，用于计算第二设定分辨率下网格的归一化等级因子；

第二保留模块，用于保留大于归一化等级因子阈值的第二设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格；

第三网格化处理模块，用于根据保留的第二设定分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第三设定分辨率进行网格化处理；

第三归一化等级因子确定模块，用于计算第三设定分辨率下网格的归一化等级因子；

第三保留模块，用于保留大于归一化等级因子阈值的第三设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格；所述第三设定分辨率高于所述第二设定分辨率；所述第二设定分辨率高于所述第一设定分辨率。

可选的，还包括：

等级划分模块，用于根据保留的网格归一化等级因子的大小对所述重力灯塔进行等级划分。

可选的，所述惯性导航系统校正模块具体包括：

获取单元，用于获取所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值；

潜艇的坐标确定单元，用于根据所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值与所述重力灯塔数据库进行匹配，确定所述潜艇的坐标；

惯性导航系统校正单元，用于根据所述潜艇的坐标校正所述惯性导航系统。

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建立的潜艇导航方法及系统，通过根据所述重力数据点的经度、纬度以及重力值将所有所述重力数据点以第一设定分辨率进行网格化处理，计算每一个当前分辨率下的网格的归一化等级因子，即将重力灯塔的多种特征作转换为归一化等级因子一种参数进行筛选，提高了重力灯塔的筛选效率，进而降低了匹配时的搜索时间，能提升匹配效率。有效的提高潜艇的导航效率，有效的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建立的潜艇导航方法流程示意图；

图2为网格化处理的海洋采样点示意图；

图3为第一分辨率下的网格保留示意图；

图4为第二分辨率下的网格保留示意图；

图5为第三分辨率下的网格保留示意图；

图6为本发明所提供的一种基于重力灯塔建立的潜艇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建立的潜艇导航方法及系统，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建立的潜艇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建立的潜艇导航方法，包括：

S101，获取海洋中多个位置的重力数据点的经度、纬度以及重力值。

S102，根据所述重力数据点的经度、纬度以及重力值将所有所述重力数据点以第一设定分辨率进行网格化处理，如图3所示；网格化的重力数据点，如图2所示。

S103，计算每一个当前分辨率下的网格的归一化等级因子；所述归一化等级因子为网格重力异常的变化程度。

根据当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度和局部熵；所述标准差为当前分辨率下的第i个网格的重力异常的离散程度与总体起伏情况；所述绝对粗糙度为衡量重力场曲面表面光滑程度的度量值；所述局部熵为反映重力场的离散程度。

利用公式

计算94个网格化后的重力数据点的标准差；式中，

表示第i个格网的重力异常平均值；Δg_j，j＝1,2,3,4为第i个网格的的4个角点的重力异常值。

利用公式

计算94个网格化后的重力数据点的绝对粗糙度；r_λ为经度方向的绝对粗糙度，

为纬度方向的绝对粗糙度

利用公式

确定94个网格化后的重力数据点的局部熵。

根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差和当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算所述当前分辨率下的第i个网格的相关系数；所述相关系数为相邻点的重力异常序列的线性相关程度。

利用公式

计算94个网格化后的重力数据点的相关系数；R_λ为经度方向相关系数，

为纬度方向相关系数，

其中，

根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度、局部熵和相关系数计算所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子。

利用公式

计算94个网格化后的重力数据点的等级因子。

对所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子进行归一化处理确定所述当前分辨率下的第i个网格的归一化等级因子。

利用公式

得到94个网格化后的重力数据点的归一化等级因子。

S104，判断所述归一化等级因子是否大于归一化等级因子阈值。

S105，若所述归一化等级因子大于归一化等级因子阈值，则保留所述当前分辨率下的网格；归一化等级因子阈值为0.4。

S106，若所述归一化等级因子不大于归一化等级因子阈值，则剔除所述当前分辨率下的网格。

S107，根据保留的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定重力灯塔数据库。

根据保留的当前分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第二设定分辨率进行网格化处理，如图4所示。

计算第二设定分辨率下网格的归一化等级因子。

保留大于归一化等级因子阈值的第二设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格。

根据保留的第二设定分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第三设定分辨率进行网格化处理。

计算第三设定分辨率下网格的归一化等级因子如图5所示。

保留大于归一化等级因子阈值的第三设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格；所述第三设定分辨率高于所述第二设定分辨率；所述第二设定分辨率高于所述第一设定分辨率。

根据保留的网格归一化等级因子的大小对所述重力灯塔进行等级划分。将网格归一化等级因子处于0.4～0.6之间的格网聚集成一个一个的区域，并存储为三等灯塔；同理将网格归一化等级因子处于0.6～0.8区间存储为二等灯塔；③将网格归一化等级因子处于0.8～1.0存储为一等灯塔。一等灯塔特征更为明显，匹配时极易根据特征匹配出准确位置，但是因为是从总体灯塔中优选出来的，因此数量少；反之，三等灯塔特征相对较弱，但数量多。灯塔分级的意义就在于，在潜艇导航时，从灯塔数据库中搜索出附近存在的灯塔，优先使用其中的一等灯塔进行导航，没有一等灯塔就选二等灯塔，三等灯塔最末。

S108，根据所述重力灯塔数据库校正惯性导航系统。

S109，根据校正后的惯性导航系统对所述潜艇进行导航。

获取所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值。

根据所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值与所述重力灯塔数据库进行匹配，确定所述潜艇的坐标。

根据所述潜艇的坐标校正所述惯性导航系统。

传统方式在标准差、粗糙度、相关系数、局部熵各自计算完成后，需要分别进行聚类分析，找出各标准下的灯塔分布，最后还要进行重合区解算来获取最终灯塔分布。而等级因子是计算完成后，仅需进行一次聚类分析即可获得灯塔分布，提高了重力灯塔的建立效率；明确了重力灯塔建立中的灯塔分级阈值，即等级因子阈值(不再是标准差、粗糙度、相关系数、局部熵各自设阈值筛选)，避免了分类标准混淆；使用分辨率由粗到细数据逐步筛选，避免了直接使用高分辨率数据筛选带来的高计算量，进一步提升了重力灯塔的建立效率。

图6为本发明所提供的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航系统结构示意图，如图6所示，本发明所提供的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航系统，包括：第一获取模块601、第一网格化处理模块602、第一归一化等级因子确定模块603、判断模块604、第一保留模块605、剔除模块606、重力灯塔数据库确定模块607、惯性导航系统校正模块608和导航模块609。

第一获取模块601用于获取海洋中多个位置的重力数据点的经度、纬度以及重力值。

第一网格化处理模块602用于根据所述重力数据点的经度、纬度以及重力值将所有所述重力数据点以第一设定分辨率进行网格化处理；

第一归一化等级因子确定模块603用于计算每一个当前分辨率下的网格的归一化等级因子；所述归一化等级因子为网格重力异常的变化程度。

判断模块604用于判断所述归一化等级因子是否大于归一化等级因子阈值。

第一保留模块605用于若所述归一化等级因子大于归一化等级因子阈值，则保留所述当前分辨率下的网格；

剔除模块606用于若所述归一化等级因子不大于归一化等级因子阈值，则剔除所述当前分辨率下的网格。

重力灯塔数据库确定模块607用于根据保留的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定重力灯塔数据库。

惯性导航系统校正模块608用于根据所述重力灯塔数据库校正惯性导航系统。

导航模块609用于根据校正后的惯性导航系统对所述潜艇进行导航。

所述归一化等级因子确定模块603具体包括：标准差、绝对粗糙度和局部熵确定单元、相关系数确定单元、等级因子确定单元和归一化等级因子确定单元。

标准差、绝对粗糙度和局部熵确定单元用于根据当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度和局部熵；所述标准差为当前分辨率下的第i个网格的重力异常的离散程度与总体起伏情况；所述绝对粗糙度为衡量重力场曲面表面光滑程度的度量值；所述局部熵为反映重力场的离散程度。

相关系数确定单元用于根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差和当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算所述当前分辨率下的第i个网格的相关系数；所述相关系数为相邻点的重力异常序列的线性相关程度。

等级因子确定单元用于根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度、局部熵和相关系数计算所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子。

归一化等级因子确定单元用于对所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子进行归一化处理确定所述当前分辨率下的第i个网格的归一化等级因子。

本发明所提供的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航系统，还包括：第二网格化处理模块、第二归一化等级因子确定模块、第二保留模块、第三网格化处理模块、第三归一化等级因子确定模块、第三保留模块和等级划分模块。

第二网格化处理模块用于根据保留的当前分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第二设定分辨率进行网格化处理。

第二归一化等级因子确定模块用于计算第二设定分辨率下网格的归一化等级因子。

第二保留模块用于保留大于归一化等级因子阈值的第二设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格。

第三网格化处理模块用于根据保留的第二设定分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第三设定分辨率进行网格化处理。

第三归一化等级因子确定模块用于计算第三设定分辨率下网格的归一化等级因子。

第三保留模块用于保留大于归一化等级因子阈值的第三设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格；所述第三设定分辨率高于所述第二设定分辨率；所述第二设定分辨率高于所述第一设定分辨率。

等级划分模块用于根据保留的网格归一化等级因子的大小对所述重力灯塔进行等级划分。

所述惯性导航系统校正模块608具体包括：获取单元、潜艇的坐标确定单元和惯性导航系统校正单元。

获取单元用于获取所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值；

潜艇的坐标确定单元用于根据所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值与所述重力灯塔数据库进行匹配，确定所述潜艇的坐标。

惯性导航系统校正单元用于根据所述潜艇的坐标校正所述惯性导航系统。

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建立的潜艇导航方法，其特征在于，包括：

获取海洋中多个位置的重力数据点的经度、纬度以及重力值；

根据所述重力数据点的经度、纬度以及重力值将所有所述重力数据点以第一设定分辨率进行网格化处理；

计算每一个当前分辨率下的网格的归一化等级因子；所述归一化等级因子为网格重力异常的变化程度；

判断所述归一化等级因子是否大于归一化等级因子阈值；

若所述归一化等级因子大于归一化等级因子阈值，则保留所述当前分辨率下的网格；

若所述归一化等级因子不大于归一化等级因子阈值，则剔除所述当前分辨率下的网格；

根据保留的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定重力灯塔数据库；

根据所述重力灯塔数据库校正惯性导航系统；

根据校正后的惯性导航系统对所述潜艇进行导航。

2.根据权利要求1所述的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法，其特征在于，所述计算每一个当前分辨率下的网格的归一化等级因子，具体包括：

根据当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度和局部熵；所述标准差为当前分辨率下的第i个网格的重力异常的离散程度与总体起伏情况；所述绝对粗糙度为衡量重力场曲面表面光滑程度的度量值；所述局部熵为反映重力场的离散程度；

根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差和当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算所述当前分辨率下的第i个网格的相关系数；所述相关系数为相邻点的重力异常序列的线性相关程度；

根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度、局部熵和相关系数计算所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子；

对所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子进行归一化处理确定所述当前分辨率下的第i个网格的归一化等级因子。

3.根据权利要求1所述的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法，其特征在于，所述根据保留的当前分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定当前分辨率下的网格的重力灯塔数据库，之后还包括：

根据保留的当前分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第二设定分辨率进行网格化处理；

计算第二设定分辨率下网格的归一化等级因子；

保留大于归一化等级因子阈值的第二设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格；

根据保留的第二设定分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第三设定分辨率进行网格化处理；

计算第三设定分辨率下网格的归一化等级因子；

保留大于归一化等级因子阈值的第三设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格；所述第三设定分辨率高于所述第二设定分辨率；所述第二设定分辨率高于所述第一设定分辨率。

4.根据权利要求1所述的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法，其特征在于，所述根据保留的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定网格的重力灯塔数据库，之前还包括：

根据保留的网格归一化等级因子的大小对所述重力灯塔进行等级划分。

5.根据权利要求1所述的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法，其特征在于，所述根据所述重力灯塔数据库校正惯性导航系统，具体包括：

获取所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值；

根据所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值与所述重力灯塔数据库进行匹配，确定所述潜艇的坐标；

根据所述潜艇的坐标校正所述惯性导航系统。

6.一种基于重力灯塔建立的潜艇导航系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取海洋中多个位置的重力数据点的经度、纬度以及重力值；

第一网格化处理模块，用于根据所述重力数据点的经度、纬度以及重力值将所有所述重力数据点以第一设定分辨率进行网格化处理；

第一归一化等级因子确定模块，用于计算每一个当前分辨率下的网格的归一化等级因子；所述归一化等级因子为网格重力异常的变化程度；

判断模块，用于判断所述归一化等级因子是否大于归一化等级因子阈值；

第一保留模块，用于若所述归一化等级因子大于归一化等级因子阈值，则保留所述当前分辨率下的网格；

剔除模块，用于若所述归一化等级因子不大于归一化等级因子阈值，则剔除所述当前分辨率下的网格；

重力灯塔数据库确定模块，用于根据保留的网格的经度、纬度以及重力值进行存储，确定重力灯塔数据库；

惯性导航系统校正模块，用于根据所述重力灯塔数据库校正惯性导航系统；

导航模块，用于根据校正后的惯性导航系统对所述潜艇进行导航。

7.根据权利要求6所述的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航系统，其特征在于，所述归一化等级因子确定模块具体包括：

标准差、绝对粗糙度和局部熵确定单元，用于根据当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度和局部熵；所述标准差为当前分辨率下的第i个网格的重力异常的离散程度与总体起伏情况；所述绝对粗糙度为衡量重力场曲面表面光滑程度的度量值；所述局部熵为反映重力场的离散程度；

相关系数确定单元，用于根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差和当前分辨率下的第i个网格的4个角点的重力值计算所述当前分辨率下的第i个网格的相关系数；所述相关系数为相邻点的重力异常序列的线性相关程度；

等级因子确定单元，用于根据所述当前分辨率下的第i个网格的标准差、绝对粗糙度、局部熵和相关系数计算所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子；

归一化等级因子确定单元，用于对所述当前分辨率下的第i个网格的等级因子进行归一化处理确定所述当前分辨率下的第i个网格的归一化等级因子。

8.根据权利要求6所述的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航系统，其特征在于，还包括：

第二网格化处理模块，用于根据保留的当前分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第二设定分辨率进行网格化处理；

第二归一化等级因子确定模块，用于计算第二设定分辨率下网格的归一化等级因子；

第二保留模块，用于保留大于归一化等级因子阈值的第二设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格；

第三网格化处理模块，用于根据保留的第二设定分辨率下的网格的经度、纬度以及重力值将保留的所有重力数据点以第三设定分辨率进行网格化处理；

第三归一化等级因子确定模块，用于计算第三设定分辨率下网格的归一化等级因子；

第三保留模块，用于保留大于归一化等级因子阈值的第三设定分辨率下网格的归一化等级因子对应的网格；所述第三设定分辨率高于所述第二设定分辨率；所述第二设定分辨率高于所述第一设定分辨率。

9.根据权利要求6所述的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航系统，其特征在于，还包括：

等级划分模块，用于根据保留的网格归一化等级因子的大小对所述重力灯塔进行等级划分。

10.根据权利要求6所述的一种基于重力灯塔建立的潜艇导航系统，其特征在于，所述惯性导航系统校正模块具体包括：

获取单元，用于获取所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值；

潜艇的坐标确定单元，用于根据所述潜艇中艇载重力仪实时测量航迹上的重力异常值与所述重力灯塔数据库进行匹配，确定所述潜艇的坐标；

惯性导航系统校正单元，用于根据所述潜艇的坐标校正所述惯性导航系统。

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