【定位代码】复杂地磁环境下无人机自主导航增强技术研究——地磁匹配与多源数据融合方法，附matlab代码

本文给出介绍和matlab程序，来实现地磁辅助惯性导航仿真验证，包含地磁基准图构建、飞行轨迹生成、INS误差建模、地磁匹配定位及多源数据融合等模块。通过对比分析验证地磁匹配修正惯性导航累积误差的有效性，可视化显示卫星拒止环境下的航迹修正效果。

研究简述

基于地磁特征匹配，定位与滤波。滤波使用扩展卡尔曼滤波(EKF)的松组。程序模拟了移动物体在二维平面上的圆周运动，并通过融合地磁传感器和惯性测量单元(IMU)数据实现高精度定位。

核心功能

1. 地磁特征地图生成

• 创建100×100的二维地磁强度分布图
• 模拟真实环境中的地磁场三维分量(Bx, By, Bz)及总强度

2. 运动轨迹模拟

• 生成圆形运动轨迹(半径20m，中心点[50,50])
• 模拟传感器测量数据：
  • 地磁强度测量(含噪声)
  • IMU加速度测量(含噪声)

3. 地磁独立定位

• 通过地磁特征匹配算法进行初步定位
• 计算测量磁场与地图磁场的相似度
• 找出最佳匹配位置作为观测值

4. EKF松组合融合

• 预测步骤: 利用IMU加速度数据和运动学模型预测状态
• 更新步骤: 使用地磁定位结果修正预测状态
• 状态向量: $[x,y,vx,vy]$ (位置和速度)
• 实现了纯惯导、地磁观测和融合估计三种定位方式的对比

技术特点

• 松组合架构: 地磁定位和IMU积分相互独立，通过EKF进行信息融合
• 噪声建模: 考虑了传感器测量噪声和过程噪声
• 自适应观测: 可设置地磁观测频率，模拟实际应用场景
• 性能评估: 提供详细的误差统计和可视化对比

输出结果

程序生成多个可视化图表：

1. 轨迹对比图(含地磁地图背景)
2. 地磁独立定位误差曲线
3. 融合前后误差对比曲线
4. 误差累积分布函数(CDF)对比
5. X/Y坐标分量时域对比

同时输出定量性能指标：平均误差、最大误差、改进百分比等。

MATLAB源代码

部分源代码：

% 基于地磁特征匹配，定位与滤波
% 如需付费咨询或定制，可联系V：matlabfilter（仅此一家，其他的为盗版店铺）
% 2025-09-14/Ver1

clear; clc; close all;
rng(0);

%% 参数设置
dt = 1; % 时间步长 (s)
T = 50; % 总仿真时间 (s)
N = T / dt; % 总步数

mapSize = 100; % 地图大小
noiseLevel_mag = 0.01; % 地磁噪声强度
noiseLevel_imu = 0.01; % IMU噪声强度
mag_measurement_freq = 1; % 地磁测量频率：每1步测量一次

%% 地磁特征地图生成

完整代码：

https://download.youkuaiyun.com/download/callmeup/91949957

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