The invention discloses a method for improving the layout of pseudo satellite positioning accuracy, the effect of GDOP value on the quality of the pseudo satellite layout, first calculate the classic layout of the corresponding GDOP value, and then use the optimization algorithm to optimize the GDOP value, the pseudo satellite layout application and the optimization to the location in the user location results high precision. The invention effectively improves the positioning accuracy and can be extended to a pseudo satellite layout with any number of particles.
【技术实现步骤摘要】
一种用于提高定位精度的伪卫星布局方法
本专利技术属于伪卫星定位
,具体涉及一种用于提高定位精度的伪卫星布局方法的设计。
技术介绍
当前,全球卫星导航系统已经广泛应用于导航、定位和测量领域中,但是导航卫星都分布于离地面20000km的高空中,使得用户的垂直定位精度较差,同时可见卫星数量受到天气等自然环境的影响,因此有必要引入伪卫星来解决这两个问题。引入伪卫星能够改善卫星系统的布局,从而明显提高定位精度,因此许多科研人员对此进行了大量的研究。Young等人利用定位矩阵总结出了增加伪卫星数量可以减小系统GDOP同时优化伪卫星系统的布局;Chien-Sheng等人提出了基于最小均方误差的遗传算法来优化GDOP值;Mosavi等人利用基于遗传算法的自适应滤波技术来计算GDOP值,并讨论了怎样利用遗传算法和模拟退火算法等机器学习算法来对伪卫星布局进行优化;Kelly提出的脊回归算法不仅减小了定位结果的全局均方误差,同时减小了定位误差方差;Xu等人利用奇异值分解来解决天基导航卫星数量不足引起的异常情况,通过增加伪卫星数量,优化导航卫星的几何分布最终得到了最佳的几何分布以及高精度的系统时钟。这些方法使由伪卫星构成的多面体体积最大化来提高平均的定位精度。然而,对于某个特定的用户,例如处于某一固定点的用户,这些布局可能无法获得最佳的定位结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了给定一个定位场景,对伪卫星的布局进行优化,并将优化后的伪卫星布局用于定位中,从而为用户提供高精度的定位结果,提出了一种用于提高定位精度的伪卫星布局方法。本专利技术的技术方案为:一种用于提高定位精度的 ...
【技术保护点】
一种用于提高定位精度的伪卫星布局方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、设置用户位置,生成N个初始布局,并设置每种布局的初始位置以及初始速度;S2、根据用户位置和每种布局的初始位置计算每种布局的初始GDOP值;S3、将初始GDOP值最小的布局作为初始优化目标,并更新每种布局的位置;S4、根据每种布局的初始速度和更新后的位置及其GDOP值,采用优化算法继续更新布局,得到伪卫星布局的优化位置和优化GDOP值;S5、根据伪卫星布局的优化位置和优化GDOP值对伪卫星进行布局。
【技术特征摘要】
1.一种用于提高定位精度的伪卫星布局方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、设置用户位置,生成N个初始布局,并设置每种布局的初始位置以及初始速度;S2、根据用户位置和每种布局的初始位置计算每种布局的初始GDOP值;S3、将初始GDOP值最小的布局作为初始优化目标,并更新每种布局的位置;S4、根据每种布局的初始速度和更新后的位置及其GDOP值,采用优化算法继续更新布局,得到伪卫星布局的优化位置和优化GDOP值;S5、根据伪卫星布局的优化位置和优化GDOP值对伪卫星进行布局。2.根据权利要求1所述的伪卫星布局方法,其特征在于,所述步骤S1具体为:将n颗伪卫星的三维位置(xj,yj,zj)组合成为一个Q维的布局,其中j=1,2,...,n,Q=n×3,一共设置N种布局,其中第i个布局的位置表示为Si=(si1,si2,...,siQ),速度表示为vi=(vi1,vi2,...,viQ),其中i=1,2,...,N;随机设置这N种布局的初始位置为和初始速度为同时设置用户位置为U=(u1,u2,u3)。3.根据权利要求2所述的伪卫星布局方法,其特征在于,所述步骤S2具体为:根据公式(1)计算每种布局的初始GDOP值:其中tr(·)表示矩阵的迹,H为权系数矩阵,定义为:H=(GTG)-1(2)其中G为几何矩阵,定义为:其中n为伪卫星数量,gab的计算公式为:其中1≤a≤n,1≤b≤3。4.根据权利要求3所述的伪卫星布局方法,其特征在于,所述步骤S3具体为:将初始GDOP值最小的布局位置作为初始全局最优位置启动全局最优布局搜索,将所有布局都朝着移动1次。5.根据权利要求4所述的伪卫星布局方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括以下分步骤:S41、初始化设置优化算法的自身认知参数c1与社会认知参数c2;S42、初始化设置第i种布局在迭代之前最小GDOP值所对应的布局为第i种布局的...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋劼,李洪星,王坚,李桓,李玉柏,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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