【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星导航通信，特别是涉及一种基于nsga-ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法。
技术介绍
1、全球导航卫星系统(global navigation satellite system，gnss)为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，是陆上交通、海洋航行、地理测绘、移动通信、航空航天、以及军事领域等多个领域的支撑性技术。gnss目前主要包括中国的北斗卫星导航系统(bds)、美国的全球定位系统(gps)、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(glonass)和欧盟的伽利略卫星导航系统(galileo)。所有的导航卫星系统由于常常受到地形、天气、大气层折射、轨道误差等多重因素的影响，导致无法满足所要求的定位精度或无法定位；且由于到达地面的导航卫星信号功率微弱和导航卫星民码结构完全公开，易受到压制与欺骗信号的干扰，导致定位或授时错误，极大降低了gnss的可靠性，存在一定的安全隐患。
2、伪卫星增强系统是由伪卫星基站和伪卫星接收机两部分组成，伪卫星基站需事先架设，伪卫星接收机通过捕获伪卫星基站信号进行定位。现有的伪卫星增强系统主要包括地基伪卫星和空基伪卫星导航信号增强系统。伪卫星增强系统独立组网时定位精度可以达到厘米级，因此可以在卫星信号质量不好但定位精度要求较高的场合或卫星信号可靠性低的区域使用伪卫星定位系统提供独立组网定位服务。
3、在实际的地形中，地基伪卫星基站信号会受到地形影响较大，尤其是地形较复杂区域，地基伪卫星基站信号会受周围障碍物遮挡导致接收机无法正常接收到信号或接收到的型号
技术实现思路
1、针对上述要解决的技术问题，本专利技术提供一种基于nsga-ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，通过地基与空基伪卫星的联合部署，减少伪卫星基站的使用数量，减少成本。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种基于nsga-ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，所述部署方法包括以下步骤：
4、步骤s1，获取伪卫星部署参数；
5、步骤s2，构建多目标优化函数；
6、步骤s3，确定约束条件，构建导航增强伪卫星部署方案的多目标优化数学模型；
7、步骤s4，根据nsga-ⅲ算法的目标函数的数量选择每维坐标轴的分段数，生成引导种群进化的参考点；
8、步骤s5，根据s1获取的参数，使用整数编码方式随机初始化个体染色体生成初始父代种群；
9、步骤s6，在步骤s3的约束条件下，基于改进的nsga-ⅲ算法对多目标优化数学模型求解，输出最优解集；
10、步骤s7，利用加权法，从最优解集中选出一个解作为最优妥协解，获得导航增强伪卫星的部署方案。
11、作为上述技术方案的进一步改进为：
12、进一步地，所述步骤s1中，伪卫星部署参数包括以下内容：
13、(1)待部署区域的dem数据：包括待部署区域的地形网格化后的dem数据的行和列数、每行每列对应的经纬度以及每个网格对应的高程值；
14、(2)伪卫星数量与性能参数：包括伪卫星的总数和发射功率范围；
15、(3)各类型伪卫星载具平台的数量与性能参数：包括伪卫星载具平台类型数、不同类型的载具平台的数量、不同类型的载具平台的平均速度、不同类型的载具平台的最大飞行高度、不同类型的载具平台的最大航程。
16、进一步地，所述步骤s2中，优化目标包括最大化覆盖率、最小化平均几何精度因子、最小化成本、最短化部署时长、最小化总发射功率。
17、进一步地，所述步骤s3中，约束条件分别为：
18、(1)部署的第i类增强设备的载具平台数量不能超过该类型载具平台数量的总数ni；
19、(2)增强设备的部署的经纬度不超过dem数据经纬度的范围，增强设备的部署高度不低于其载具的最低部署高度且不能超过其载具的最高部署；
20、(3)载具的运动路径总长度不能超过其自身的最大航程；
21、(4)增强设备的发射功率不能低于增强设备的最小发射功功率且不能超过自身最大发射功率。
22、进一步地，所述步骤s4中，具体包括以下步骤：
23、s4-1，构建m-1维x的组合x，其中x为集合中任意m-1个不重复元素的组合，m是目标函数的个数，p是每维坐标轴的分段数；
24、s4-2，对于xij∈x进行操作获得新的xij，xij是x中第i个组合的第j个元素；
25、s4-3，最后获取每一个目标函数上的坐标值sij,sij∈s，s为参考点集，sij表示s中第i个参考点的第j个元素：
26、
27、参考点集合的大小为
28、进一步地，所述步骤s5中，根据获取地形的dem数据的网格化的特点，个体染色体初始化采用整数编码，用随机初始化的方式生成所有伪卫星载具平台的类型si、网格的行索引xi、网格的列索引yi、相对于地面的高程zi、发射功率tpi，按顺序放入一个向量组成个体染色体向量c，c为一个1×5e的矩阵，e为现有伪卫星的总数；将伪卫星与其载具相对应并依次编号为1,2,3,...,e，c的表达式为：
29、c＝([s1,x1,y1,z1,tp1],[s2,x2,y2,z2,tp2],...,[si,xi,yi,zi,tpi],...,[se,xe,ye,ze,tpe])
30、设置种群大小kp，将上述过程执行kp次得到kp个体染色体组成初始种群。
31、进一步地，所述步骤s6中，改进nsga-ⅲ算法的方法具体步骤如下：
32、s601，设置算法最大迭代次数；
33、s602，根据si，xi，yi，zi，tpi的取值范围对父代种群进行最大最小归一化；
34、s603，对最大最小归一化后的父代种群进行随机选择、模拟二进制自适应交叉、多项式自适应变异的遗传操作从而生成归一化的子代种群；
35、s604，根据si，xi，yi，zi，tpi的取值范围对生成的归一化的子代种群进行归一化还原的操作生成子代种群；
36、s605，将父代种群与子代种群进行合并通过快速非支配排序、目标函数值归一化、小生境保留操作得到下一代父代种群；
37、s606，判断覆盖率是否大于90％且平均gdop小于5或判断迭代次数是否大于设置的最大迭代次数；
38、如果覆盖率大于等于90％且平均gdop小于等于5或迭代次数大于设置的最大迭代次数，则结束算法并输出最优解集；否则重复步骤s602至s606。
39、本专利技术提供的基于nsga-ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，与现有技术相比，有以下优点：
40、(1)本专利技术的基于nsga-ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，针对目前伪卫星部署方法存在的部署平台单一、评价指标计算失真、部署效果与成本无法兼顾的问题，通过总发射功率s本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于NSGA-Ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述部署方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于NSGA-Ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述步骤S1中，伪卫星部署参数包括以下内容：
3.根据权利要求2所述的基于NSGA-Ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述步骤S2中，优化目标包括最大化覆盖率、最小化平均几何精度因子、最小化成本、最短化部署时长、最小化总发射功率。
4.根据权利要求2所述的基于NSGA-Ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述步骤S3中，约束条件分别为：
5.根据权利要求2所述的基于NSGA-Ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述步骤S4中，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于NSGA-Ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据获取地形的DEM数据的网格化的特点，个体染色体初始化采用整数编码，用随机初始化的方式生成所有伪卫星载具平台的类型si、网格的行索引xi、网格的列索引yi、相
7.根据权利要求6所述的基于NSGA-Ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述步骤S6中，改进NSGA-Ⅲ算法的方法具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于nsga-ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述部署方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于nsga-ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述步骤s1中，伪卫星部署参数包括以下内容：
3.根据权利要求2所述的基于nsga-ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述步骤s2中，优化目标包括最大化覆盖率、最小化平均几何精度因子、最小化成本、最短化部署时长、最小化总发射功率。
4.根据权利要求2所述的基于nsga-ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，其特征在于，所述步骤s3中，约束条件分别为：
5.根据权利要求2所述的基于nsga-ⅲ的空地联合导航增强伪卫星部署方法，...
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