磁异常导航是一种基于地图的导航方法,其依赖于高精度准确获取异常磁场以实现良好的导航结果。这需要使用高质量的传感器、精确建模飞行器及其他来源的干扰场,并创建高保真地图。航空磁测数据或海洋测线数据必须被处理成可用作磁导航仪参考的产品,此处理过程可采用多种技术。不同类型测量的数据采集反映了通常为研究基础地质学而做出的选择。测量设计的选择可能包括测线间距、日变校正,或在较长时间内对数据进行谨慎筛选。这些选择可能向地学科学家突显某些特征,但对于导航目的而言,最终产品必须代表用于导航的传感器将会观测到的真实磁场,以实现良好的地图匹配。
本研究利用真实飞行数据和源自多个来源生成的地图,探讨了磁测数据的质量及所用数据处理技术如何影响导航解算的质量。这些数据源包括一次代表完全采样测量集的现代高质量航空磁测、一次包含欠采样数据的低分辨率海洋测量,以及一组来自NOAA/NCEI数据库、跨越多年且数据质量不一的海洋测线。磁异常网格是使用几种不同的网格化技术生成的,这些技术捕捉了基础磁场的不同特征。将这些地图作为导航输入,应用于最近获得的飞行数据,该数据包含200-400公里长的航段,并采用了使用惯性导航工具设计的扩展卡尔曼滤波器。本次分析共利用了来自四个独立航段的数据。采用距离均方根误差指标,并引入超越曲线指标来总结每次测试的导航性能。展示了测量数据质量如何显著影响导航性能,并介绍了一种将磁图的不确定性纳入导航算法的方法,以改善滤波器性能和稳定性。