[发明专利]一种基于广义回归神经网络的航磁补偿方法

权利要求书

1.一种基于广义回归神经网络的航磁补偿方法，其特征在于，该方法包括：

步骤S1：根据T-L方程数学模型和干扰产生原因，确定广义神经网络的输入指标因素和输出指标因数；

步骤S2：对标定飞行数据进行滤波处理后计算方向余弦及其导数得到输入指标因素和输出指标因数，将输入指标因素和输出指标因数归一化处理，获得归一化的广义回归神经网络输入指标因素和输出指标因数作为学习样本；

步骤S3：将步骤S2的学习样本载入GRNN，光滑因子设定以0.1步长，0.1到1之间的值，采用十折交叉验证方法，循环验证，选取出最佳光滑因子、最佳输入样本和输出样本确定网络结构建立补偿模型；

步骤S4：将标定飞行数据作为待补偿样本载入建立好的补偿模型进行补偿计算，并将补偿模型的输出数据做反归一化处理，获得飞机干扰场的预测，再从光泵磁力仪获取的数据中减去预测值可获得补偿后的地磁场值；

步骤1具体的包括：航磁干扰根据产生的原因分解成恒定磁场、感应磁场和涡流磁场，根据T-L方程数学模型，飞机产生的恒定磁干扰场表示为：

H_p＝c₁cosα+c₂cosβ+c₃cosγ

感应场表示为：

H_i＝|T|(c₄cos²α+c₅cosαcosβ+c₆cosαcosγ+c₇cos²β+％cosβcosγ+c₉cos²γ)

涡流场表示为：

H_ec＝|T|(c₁₀cosαcos′α++c1₁cosβcos′α+c₁₂cosγcos′α+c₁₃cosαcos′Z+c₁₄cosβcos′γ+c₁₅cosγcos′γ+c₁₆cosαcos′β+c₁₇cosβcos′β+c₁₈cosγcos′β)

总干扰表示为：

H_t＝H_p+H_i+H_ec

式中c_i为补偿系数，H_t为光泵磁力仪探头处的干扰总场，|T|是地磁场模值；

cosα，cosβ，cosγ是地磁场与飞机轴向所成夹角的方向余弦；

其中α，β，γ为飞机坐标系下三轴分别与地磁场矢量之间的夹角；

cos′α，cos′β，cos′γ是方向余弦关于时间t的导数；

三轴磁通门磁力仪测得的磁场三分量T_x，T_y，T_z用于表示方向余弦：

确定广义神经网络的输入指标因素和输出指标因数包括：

由恒定场干扰、感应场干扰和涡流场干扰组成GRNN输入指标因素，总干扰值作为输出指标因素；

恒定磁场对应输入指标因素3项：

H_p＝[u₁ u₂ u₃] (16)

感应磁场对应输入指标因素5项：

涡流磁场对应输入指标因素8项：

从而确定GRNN输入指标因素为16项X_n×16＝[H_p H_i H_ec]，输出指标因素Y_n×1＝[H_t]，u₁＝cosα，u₂＝cosβ，u₃＝cosγ，u′₁u′₂u′₃分别为方向余弦cosα，cosβ，cosγ关于时间t的导数。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述十折交叉验证包括：将n个样本打乱，匀分成10份，轮流选择其中9份作为训练样本进行训练，剩余的1份作为验证样本，其样本个数为n/10，以此得到10组训练样本，每一组训练样本对应不同的光滑因子和验证样本进行训练验证，选择MSE最小时对应的样本和光滑因子来建立最终的网络模型。