基于离散天牛群优化算法的导航选星方法技术

本发明专利技术公开了一种基于离散天牛群优化算法的导航选星方法，其包括如下步骤：首先，使用二进制编码的方式初始化天牛种群，使每个个体对应一种选星组合，并将几何精度因子(GDOP)作为适应度函数；然后，为使个体在算法迭代过程中保持该编码形式，引入轮盘赌法将表示天牛个体位置的连续向量转化为二进制离散向量；最后，在不同的组合星座系统及卫星高度截止角下测试所提算法的性能。仿真结果表明，所提方法同最佳几何精度因子法相比，具备细微的GDOP差值，当星座数大于2且高度截止角较小时，其拥有更低的单次选星平均耗时。本发明专利技术将该算法融合到选星问题中，并通过在不同星座组合下的仿真实验对所提方法的性能进行了验证。实验对所提方法的性能进行了验证。实验对所提方法的性能进行了验证。

【技术实现步骤摘要】
基于离散天牛群优化算法的导航选星方法


[0001]本专利技术涉及卫星导航
，具体涉及一种基于离散天牛群优化算法的导航选星方法。

技术介绍

[0002]近些年，随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的迅速发展，其被广泛应用在军事、交通、农业等高精度定位服务领域。目前在轨的四大GNSS包括有中国的BDS，美国的GPS，欧洲的GALILEO以及俄罗斯的GLONASS，共计拥有导航卫星约125颗。它们中的一些具备较好的兼容性和互操作性，将允许用户利用数据融合的方式同时使用多个星座进行组合导航，以满足自身较高的精度及可靠性要求。
[0003]在使用卫星进行定位时，考虑到计算距离所需的卫星钟和用户钟之间存在钟差，至少选用四颗卫星才能完成位置解算。需要注意的是，信号从卫星内部生成并经过传输，最后到达用户接收机的整个过程中都存在各种影响测距的误差，而这些误差会导致定位精度受到损害，这就需要我们消除部分误差源或通过某些方式削弱某些误差的影响。当测距误差一定时，我们还需在供选择的众多可见本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于离散天牛群优化算法的导航选星方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取当前可见卫星位置和数量n，确定选星个数k；S2、确定天牛群优化算法所需初始参数及最大迭代次数Max_Iter，选用GDOP值计算公式作为适应度函数；S3、初始化种群，生成离散天牛种群并计算适应度值；S4、迭代算法，更新自适应变量的数值；S5、计算各天牛个体的速度增量V和各天牛个体左右两须位置并得到位置增量ξ，两者加权处理并更新天牛位置为X；S6、将天牛位置X做离散化处理生成新的位置X
new
，通过比较个体的适应度值更新个体最优位置和全局最优位置；S7、判断迭代次数是否大于初始设定的最大迭代次数Max_Iter，若不大于，则转S4；若大于，则迭代结束，输出全局最优位置。2.根据权利要求1所述的基于离散天牛群优化算法的导航选星方法，其特征在于，所述S2中，所述初始参数包括种群个体数N、天牛移动速度V、步长δ和惯性系数ω的范围值，其中，天牛个体维度Dim为n，选用GDOP值计算公式作为适应度函数。3.根据权利要求1所述的基于离散天牛群优化算法的导航选星方法，其特征在于，为得到GDOP值最小的k颗卫星组合，对应计算公式为：其中，f(X)表示选星方案X下的GDOP值计算方式，V
GDOP
为GDOP值，T表示矩阵的转置，变量X代表一种选星方案，x
i
表示卫星状态，具体如下：其中，H是一个k行3+m列的矩阵，k和m分别表示参与导航的卫星数和星座数，s表示导航系统；H
′
s
是卫星导航系统s的观测矩阵前三列，矩阵中的每行元素为该系统下的某一被选中卫星与用户连线向量对应的方向余弦；参与导航的卫星总数k＝k
BDS
+k
GPS
+k
GAL
+
…
，H中后几列的1
S
和0
S
分别为对应导航系统上的k
s
维向量，用于解算不同导航系统间的钟差。4.根据权利要求1所述的基于离散天牛群优化算法的导航选星方法，其特征在于，所述
S3中，离散天牛种群G＝(X1,X2,...,...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹰，郭晓语，徐晓峰，周灿基，严基杰，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：