辅助导航地球变化磁场区域模型研究

地磁匹配制导是一种具有广阔应用前景和重要军事价值的新型辅助导航技术，而高精度的地磁匹配基准图和地球变化磁场模型是地磁匹配制导的先决条件，两者分别对应着匹配的空间和时间分辨率。本课题拟对辅助导航需求背景下的地球变化磁场进行建模研究，课题研究的创新之处主要有两点：第一，从实际需求出发，将物理建模与统计建模相结合，研究半经验性综合地球变化磁场区域模型；第二，不同于传统建模的"球谐分析法"，以物理过程为基础用智能信号处理方法研究地球变化磁场建模问题。课题的主要研究内容包括：K指数的实时标定、单台站地球变化磁场模型和地球变化磁场区域模型的建模方法。本课题的意义在于：最新的CM4模型时间分辨率只有6小时，且只适合磁静日，传统的空间电流体系模型，目前也无法满足地磁导航的需求，而半经验性综合区域模型既有物理基础，又有智能信息模型优势，且满足实际工程需求；同时本课题拓展了地磁场模型的建模方法。

地磁匹配制导是一种具有广阔应用前景和重要军事价值的新型辅助导航技术，而地球变化磁场区域模型又是地磁匹配制导的先决条件。因此，“辅助导航地球变化磁场区域模型研究”项目对以辅助导航需求为背景的地球变化磁场区域模型进行了相关研究。为了对地磁辅助导航时机选择提供依据，首先研究了地磁活动指数（K指数）的特性及实时标定相关内容，主要包括地磁场K变化的信息熵，地磁台K指数3小时扰幅修正及K指数计算机标定，以及基于径向基神经网络的地磁场K指数实时标定；为了确定地磁辅助导航的最佳匹配特征量，进行了基于统计建模的地磁匹配特征量选择相关研究；为了认识地磁变化场的物理特性及其在时间和空间尺度上的特性，以期能够更精细的对变化磁场进行建模研究，进行了地磁变化场的混沌动力学特性分析以及地磁变化场的时空特性分析相关研究；在单台站地球变化磁场模型研究方面，进行了基于混沌理论和Volterra级数的变化磁场时间序列预测研究，地球变化磁场的多变量混沌时间序列预测研究，地球变化磁场的多时间尺度建模与预测研究，地球变化磁场的综合建模与预测研究；在区域地球变化磁场模型研究方面，主要进行了基于固定地磁台站及自设地磁仪器观测数据的区域地球变化磁场模型研究，以及地球变化磁场的时空区域模型研究。本课题从实际需求出发，将物理建模与统计建模相结合，运用智能信号处理方法研究地球变化磁场建模问题，既有物理基础，又有智能信息模型优势，且满足实际工程需求，同时还拓展了地磁场模型的建模方法。