随着地磁测量技术与地磁匹配相关理论的发展,地磁导航逐渐成为热门研究课题。地磁包含总磁场强度、水平磁场强度、磁偏角、磁倾角等多种可匹配特征信息量,地磁导航具有隐蔽性强、全天候、环境适应性好、误差不随时间累计等优势。通过与惯导组合,地磁导航系统可以辅助解决惯导系统的位置误差发散问题,满足卫星不可用环境下的导航需求。本文对地磁匹配中的相关问题进行了研究,主要完成了以下工作:(1)研究了地磁数据探测过程中的误差校正技术。地磁场属于弱磁场,使用磁传感器进行数据测量时,容易受到外部环境的干扰,对磁传感器磁测数据进行预处理是地磁导航的重要环节之一。分析三轴磁传感器制造和测量过程中的误差来源,建立了磁传感器的综合误差模型。在误差模型基础上建立了误差分析模型,研究了带遗忘因子的迭代最小二乘磁传感器误差补偿技术,提高了磁测数据精度,满足导航需求。(2)研究了地磁图构建过程中的插值、延拓技术。分析比较了多种插值技术,通过仿真比较,选择了克里金插值方法,其总体精度能满足导航对基准地磁图的需求。研究地磁场延拓问题,经过数学推导分析了频域算子的滤波特性,采用傅里叶变换算法处理向上延拓问题,针对不稳定的向下延拓问题,采用了迭代算法。仿真结果表明,迭代算法具有较好的延拓效果。(3)从智能寻优角度研究了地磁匹配定位问题。根据地磁场匹配相关原理,基于地磁仿射模型,针对基础地磁匹配算法对载体初始位置误差、航向误差敏感等不足,提出了一种基于种群多样性的约束粒子群优化算法,经过算法有效性、抗噪性仿真验证,该算法能有效修正惯导指示轨迹误差,实现较准确匹配定位。(4)研究设计了基于地磁匹配导航系统的离线跑车实验。车辆装载三轴磁传感器与高精度GPS/INS组合导航系统SPAN-CPT,以组合导航系统提供的轨迹为真实路径,以磁传感器测量数据插值获得地磁匹配基准图,通过磁传感器获取的待匹配地磁测量序列进行离线仿真,验证了磁传感器误差迭代算法、克里金插值算法与本文提出的地磁匹配算法的有效性。