公开了一种空管通信导航监视设备的布网优化的方法，包括以下步骤：（１）用户提出特定的布网优化请求；（２）判断是区域布网优化还是航路布网优化，如为区域布网优化则转步骤（３），如为航路布网优化则转步骤（４）；（３）预处理区域布网优化请求；（４）预处理航路布网优化请求；（５）获取区域或航路上历史设备的覆盖情况；（６）进行布网优化问题编码；（７）利用改进的遗传算法求解；（８）获取每轮寻优后最优解的预估台站覆盖情况，并结合历史设备覆盖情况，对当前最优解的表现进行评估；（９）进行布网优化问题解码。该方法依据空管设备配置规范，采用了改进的快速收敛的遗传算法实现了通信导航监视设备的全局布网优化，对区域及航路布网优化问题提出了一种通用的解决方案，为我国空管基础台站设施的科学规划和统一管理提供了有力的技术方法支持和辅助决策手段。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种空管通信导航监视(Communication Navigation Surveillance,简称CNS)设备的布网优化的方法，适用于各种通信 导航监视设备各高度层以及各种管制区域和航路的布网优化。
技术介绍
从全国台站布局规划来看，目前我国民航在设备配置方面还存在 一些缺陷，主要是通信设备布局缺乏统一规划，重复建站现象明显； 导航设备装备总体数量不足，布局不尽合理；监视设备布局不均衡。 例如，我国民航华东局部署了大量的通信导航监视设备，数量上甚至 达到了澳大利亚全境部署的数量，并且使用了国际上领先的EUROCAT-X 型空管系统，但民航华东局并不完全具备雷达管制能力，这正是由于 缺乏统一合理布局规划造成的。而空管新技术的广泛应用，对台站布 局规划提出了更高的要求。在未来几年内我国民航将在重点地区完善 VOR (Very-high-frequency Omnidirectional Range, 甚高频全向信 丰示)/DME (Distance Measuring Equipment,观!ll 巨丰几)网纟各，大力推 进DME/DME网络，以推广区域导航技术的应用；也将大力推广ADS-B (Automatic Dependent Surveillance Broadcast, 自动相关监视) 技术的应用，根据需求建设ADS-B和VHF (Very High Frequency,甚 高频)基站。在这种形势下，台站设备的合理规划、布局也越来越为重要。为 了规范台站布局、配置，我国民航颁发了《民航空管地空话音通信系 统配置规范》，其中定义了各管制单位(包括终端区管制、进近管制、7多跑道机场塔台管制、单跑道大中型机场塔台管制、小型机场塔台管制、l类区域管制、2类区域管制)的地空话音通信系统配置规范，具 体包括VHF设备管制频率配置要求、VHF设备覆盖重数及范围要求、VHF 主备机配置要求、应急设备配置要求、供电保障要求、终端设施要求 和传输设施要求。另外，我国民航还颁发了《航空无线电导航台和空 中交通管制雷达站设置场地规范》，对无方向性信标台、航向信标台、 下滑信标台、指点信标台、全向信标台、测距台、精密进近雷达站、 空管近程一次监视雷达站、空管远程一次监视雷达站及空管二次雷达 站的选址、设置、场地及环境等方面也制定了明确的规范要求。这些 规范为台站布网、优化提供了标准依据。但是，目前仍存在军民航现 行台站布局中覆盖备份不足、管制区边界重复建站、各类台站未公用 等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供了一种使军民航现行台站布局覆 盖备份充足、管制区边界无重复建站、各类台站可公用的空管通信导 航监视设备的布网优化的系统。本专利技术的技术方案是这种空管通信导航监视设备的布网优化的 方法包括以下步骤(1)用户提出特定的布网优化请求；(2)判断是区域布网优化还是航路布网优化，如为区域布网优化则转步骤(3)，如为航路布网优化则转步骤(4); (3)预处理区域布网优化请求；(4)预处理航路布网优化请求；(5)获取区域或航路上历史设备的覆盖情 况；(6)进行布网优化问题编码；(7)利用改进的遗传算法求解；(8)获取每轮寻优后最优解的预估台站覆盖情况，并结合历史设备覆盖情况，对当前最优解的表现进行评估；(9)进行布网优化问题解码。该方法使军民航现行台站布局覆盖备份充足、管制区边界无重复 建站、各类台站可公用。其依据高度层覆盖模型，分别实现各主要高 度层的优化布网；依据各类职能区域的台站配置规范，分别实现终端 区台站优化布网、进近区台站优化布网、多跑道机场台站优化布网、 单跑道机场台站优化布网、区域台站优化布网。同时为了实现全国统 一布局的目标，提供任意区域优化布局功能，其综合航路主要高度层 的布网模型和各职能区域的布局模型，实现台站布局的统一规划。 附图说明图l为本专利技术的流程图2为本专利技术的步骤(3)的流程图3为本专利技术的步骤(4)的流程图4为本专利技术的步骤(6)的流程图； 图5为本专利技术的步骤(7)的流程图6为本专利技术的空管通信导航监视设备的布网优化系统的结构示 意图7为本专利技术的系统中的GIS信息处理模块的结构示意图； 图8为本专利技术的系统中的优化算法实现模块的结构示意图； 图9为本专利技术的空管通信导航监视设备的布网优化系统的具体实施例的结构示意图。具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。图l为本专利技术的流程图。这种空管通信导航监视设备的布网优化 的方法包括以下步骤(1)用户提出特定的布网优化请求；(2)判断 是区域布网优化还是航路布网优化，如为区域布网优化则转步骤(3)，如为航路布网优化则转步骤(4); (3)预处理区域布网优化请求；(4)预处理航路布网优化请求；(5)获取区域或航路上历史设备的覆盖情 况；(6)进行布网优化问题编码；(7)利用改进的遗传算法求解；(8)获取每轮寻优后最优解的预估台站覆盖情况，并结合历史设备覆盖情况，对当前最优解的表现进行评估；(9)进行布网优化问题解码。图2为本专利技术的步骤(3)的流程图，所述步骤(3)包括以下分 步骤(3.1)接收用户选择的高度层作为布网优化目标高度层；(3. 2)接收用户选择的多边形区域Region作为布网优化目标区 域，Region可以是用户选定的已存在的各种管制区，也可以是用户手 绘的任意多边形；(3.3) 接收用户选择的设备类型作为布网优化目标设备类型，可 以是任意的通信导航监视设备；(3.4) 获得多边形区域的外接矩形Rect，这是SuperM邻中提供 的功能；(3.5) 从矩形Rect的一个顶点出发，分别沿着横轴和纵轴按照 一定的长度l等间隔采样，获得采样点集Setl，长度l是一个经验取 值，如VHF通信设备最大作用距离370km的二分之一；(3.6) 由等间隔采样点集Setl生成泰森多边形，以多边形区域 Region为边界；(3.7) 对每个泰森多边形，利用全国数字高程数据求其海拔最高 点组成点集Set2，此功能可通过S叩erM即的栅格数据表面分析函数 编码实现；(3.8) 利用设备覆盖计算模块的功能，获得多边形区域Region 的历史覆盖情况；(3.9)传递参数点集Set2，多边形Region和容易产生干扰的覆 盖重数n到优化算法实现模块进行布网优化；其中，步骤(3. 1)、 (3.2)、 (3.3)须并行执行，步骤(3.4)、 (3.5)、 (3.6)、 (3.7)、 (3.8)须并行执行。图2所示的区域布网优化预处理的技术方案主要包括以下几个操 作对目标布网优化区域多边形进行等间隔采样获得采样点集，对采 样点集进行泰森多边形分割，求每个分割后泰森多边形的地理最高点。 此预处理方案的主要目的是为之后的优化算法寻优确定一个较优的目 标初始点集，利用对空域通信导航监视设备布网优化领域知识的了解 来加快目标寻优的过程。影响通信导航监视台站覆盖的主要因素有空 间自由传输损耗、地表遮挡、大气折射、大气吸收、地表反射等，空 间自由传输损耗是覆盖计算的基础，此外影响覆盖范围最大的因素莫 过于地表遮挡，因此选择地理制高点作为布网优化寻优的初始点比通 常采用的随机初始点的方法更加接近目标最优点，极大地加快了寻优 本文档来自技高网...
【技术保护点】
空管通信导航监视设备的布网优化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： （１）用户提出特定的布网优化请求； （２）判断是区域布网优化还是航路布网优化，如为区域布网优化则转步骤（３），如为航路布网优化则转步骤（４）； （３） 预处理区域布网优化请求； （４）预处理航路布网优化请求； （５）获取区域或航路上历史设备的覆盖情况； （６）进行布网优化问题编码； （７）利用改进的遗传算法求解； （８）获取每轮寻优后最优解的预估台站覆盖情况， 并结合历史设备覆盖情况，对当前最优解的表现进行评估； （９）进行布网优化问题解码。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许有臣，朱衍波，张军，赵灿，唐金翔，李立群，
申请(专利权)人：民航数据通信有限责任公司，北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[]
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