一种基于滑动圆法的多点定位系统分区布站方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于滑动圆法的多点定位系统分区布站方法，其包括：根据每个布站区域内需要部署站点的数量和所需监视区域，通过自适应遗传算法，得到计算监视区域定位精度，进而获取初步的最优站点位置；判断初步的最优站点位置是否能够覆盖所需要监视的区域；若能够覆盖，则输出该布站区域内最终的站点位置；若不能覆盖，则动态调整初步的最优站点位置，得到能够覆盖所需监视区域的的站点位置；采用滑动圆法将所需监视区域划分为多个子监视区域，分别得到所有能够覆盖各子监视区域的站点位置并在相应的站点位置上部署站点

【技术实现步骤摘要】
一种基于滑动圆法的多点定位系统分区布站方法


[0001]本专利技术涉及部署站点
，特别是一种基于滑动圆法的多点定位系统分区布站方法
。

技术介绍

[0002]在国际民航推出一种基于目标信号到达时间差
TDOA
的无源定位技术，又称为多点定位系统技术
(Multilateration
，
MLAT)
，它属于合作监视，是针对机场附近及场面
、
终端区域还有航路提出的一种新型监视技术
。
系统根据应用范围不同分为场面多点定位系统
(Aerodrome surface Multilateration,ASM)
和广域多点定位系统
(Wide Area Multilateration,WAM)
，场面多点定位主要用来实现对机场场面车辆和飞行器的识别和定位，广域多点定位主要用来实现对终端区和航路飞行目标的监视和定位
。
[0003]该系统既能解决传统雷达监视系统覆盖范围有限的问题
,
又能弥补
ADS
‑
B(Automatic Dependent Surveillance
–
Broadcast)
系统定位失效的问题
。
与传统的二次雷达相比，多点定位技术具有目标识别简单
、
兼容性强
、
刷新率高
、
监视精度高
、
覆盖范围广以及抗干扰性强等优点，在我国民航
。
[0004]在我国，场面多点定位系统已在多个中大型机场完成，但广域多点定位系统领域的应用还比较缺乏
。
随着民航运输业的快速发展
、
飞机数量及航班架次的迅猛增加，管理效率的低下与管理需求的提升之间的矛盾越来越突出，为此需要采用新的技术手段来管理
。
广域多点定位系统可以及时地监视信息，使飞行员和空管部门得以进行更加准确
、
全面
、
完善的空域状况的评估，从而利用相关技术，实施更有效的预测和冲突避免，提高飞行的安全性和航空运输的效率，具有重要的社会意义
。
随着技术的不断进步，广域多点定位融合
ADS
‑
B
技术有可能会取代原有的二次雷达监视技术，成为主流的监视技术，可应用于我国民航
、
军航，为我国向下一代空中交通管制系统过渡奠定基础
。
[0005]多点定位系统的定位精度与
TOA
标记精度
、TDOA
解算算法及站点几何布局等几个因素有关，在系统研制完成后，
TOA
标记精度和
TDOA
解算算法已经固定，因此在系统实施方面，系统的布站直接关系到系统的定位精度，特别是在广域多点定位系统中，如果需要布站区域过大，单中心无法实现所有区域监视，需要分区域进行布站和监视
。
目前基于多点定位系统的布站研究和方法均是基于单区域的布站，即在所有接收站可实现对该区域完全信号接收的前提下，完成该区域内布站，未给出当布站区域过大时，如何将布站区域合理切分，并实现分区域合理布站的方案；目前的站点部署方案均在理论阶段，未提出符合工程要求的站点部署方案
。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术提供一种基于滑动圆法的多点定位系统分区布站方法
。
[0007]本专利技术公开了一种基于滑动圆法的多点定位系统分区布站方法，其包括：
[0008]步骤
11
：根据每个布站区域内需要部署站点的数量和所需监视区域，通过自适应
遗传算法，得到计算监视区域定位精度，进而获取初步的最优站点位置；
[0009]步骤
12
：判断初步的最优站点位置是否能够覆盖所需要监视的区域；若能够覆盖，则输出该布站区域内最终的站点位置；若不能覆盖，则动态调整初步的最优站点位置，得到能够覆盖所需监视区域的的站点位置；
[0010]步骤
13
：采用滑动圆法将所需监视区域划分为多个子监视区域，基于步骤
11
和步骤
12
的方法，分别得到所有能够覆盖各子监视区域的站点位置并在相应的站点位置上部署站点
。
[0011]进一步地，所述步骤
11
包括：
[0012]确定布站区域内需要部署站点的数量需要参考的因素包括：用户精度要求
、
用户要求
、
多重覆盖情况
、
区域环境条件；
[0013]根据布站区域内当前站点数量和多边形布站原则，在地图上预先选择站点位置；
[0014]将计算区域的克拉美罗界作为自适应遗传算法的计算因子，使用自适应遗传算法计算最优布站方案，输出初步的最优站点位置；自适应遗传算法的输入包括监视区域
、
预选站点位置和地形限制条件
。
[0015]进一步地，所述步骤
12
包括：
[0016]步骤
121
：获取现场考察后的站点位置，针对各个初步的最优站点进行覆盖分析，分析其是否能够完全覆盖监视区域；
[0017]步骤
122
：对所有初步的最优站点进行多重覆盖分析，分析在监视区域内是否可实现所有站点的多重覆盖
。
[0018]进一步地，所述步骤
121
包括：
[0019]若覆盖分析不符合要求，则重新获取现场考察后的站点位置；
[0020]若覆盖分析符合要求，则使用现场考察后的站点进行几何精度因子分析；其中，几何精度因子精度分析包括所有站点在线时的精度分析和部分站点掉线时的精度分析
。
[0021]进一步地，通过几何精度因子分析获得精度影响因素较大站点，即需重点保障站点；
[0022]若几何精度因子分析精度要求不符合监视要求，则仍需进行站点调整；
[0023]若几何精度因子分析精度要求符合监视要求，则将现在选取的站点作为最终工程使用站点
。
[0024]进一步地，所述采用滑动圆法将所需监视区域划分为多个子监视区域，包括：
[0025]假设需要布站区域是长度为
A
，宽度为
D
的矩形区域；从该矩形区域宽度的一侧开始，沿该矩形区域的长度方向，依次画多个圆，直至所有的矩形区域均被圆覆盖为止；其中，每个圆覆盖一个子监视区域，圆与子监视区域一一对应；
[0026]若要实现该矩形区域连续覆盖，则相邻两个圆的相交的两个交点之间的连线长度不小于
D
，且按照要求的移动距离在该矩形区域上进行移动
。
[0027]进一步地，所述移动距离的计算公式为：
[0028][0029][0030]c
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于滑动圆法的多点定位系统分区布站方法，其特征在于，包括：步骤
11
：根据每个布站区域内需要部署站点的数量和所需监视区域，通过自适应遗传算法，得到计算监视区域定位精度，进而获取初步的最优站点位置；步骤
12
：判断初步的最优站点位置是否能够覆盖所需要监视的区域；若能够覆盖，则输出该布站区域内最终的站点位置；若不能覆盖，则动态调整初步的最优站点位置，得到能够覆盖所需监视区域的的站点位置；步骤
13
：采用滑动圆法将所需监视区域划分为多个子监视区域，基于步骤
11
和步骤
12
的方法，分别得到所有能够覆盖各子监视区域的站点位置并在相应的站点位置上部署站点
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤
11
包括：确定布站区域内需要部署站点的数量需要参考的因素包括：用户精度要求
、
用户要求
、
多重覆盖情况
、
区域环境条件；根据布站区域内当前站点数量和多边形布站原则，在地图上预先选择站点位置；将计算区域的克拉美罗界作为自适应遗传算法的计算因子，使用自适应遗传算法计算最优布站方案，输出初步的最优站点位置；自适应遗传算法的输入包括监视区域
、
预选站点位置和地形限制条件
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤
12
包括：步骤
121
：获取现场考察后的站点位置，针对各个初步的最优站点进行覆盖分析，分析其是否能够完全覆盖监视区域；步骤
122
：对所有初步的最优站点进行多重覆盖分析，分析在监视区域内是否可实现所有站点的多重覆盖
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤
121
包括：若覆盖分析不符合要求，则重新获取现场考察后的站点位置；若覆盖分析符合要求，则使用现场考察后的站点进行几何精度因子分析；其中，几何精度因子精度分析包括所有站点在线时的精度分析和部分站点掉线时的精度分析
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过几何精度因子分析获得精度影响因素较大站点，即需重点保障站点；若几何精度因子分析精度要求不符合监视要求，则仍需进行站点调整；若几何精度因子分析精度要求符合监视要求，则将现在选取的站点作为最终工程使用站点

【专利技术属性】
技术研发人员：安强，李家蓬，于琦，陈琴，
申请(专利权)人：四川九洲空管科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：