[发明专利]一种多系统兼容接收机频点选择方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航通信领域，具体涉及一种多系统兼容接收机频点选择方 法。

背景技术

目前，世界上各个全球导航卫星定位系统都处于发展或更新换代的阶段，只 依靠单一的某个全球导航卫星定位系统来实现授时与定位，不论从国家安全的战 略层面还是从系统可靠性的技术层面来考虑，都存在很大的安全隐患；因此，多 系统兼容已经日渐成为一种降低风险、提高系统可靠性的有效手段及国际全球导 航卫星定位产业的发展趋势。

对于多系统兼容接收机而言，涉及的频点数量众多，如果频点选择不利，容 易导致各系统频点之间的交互调干扰严重，给接收机的系统设计带来极大的困 难，对于接收机各项性能指标的实现产生非常不利的影响。因此，多系统兼容接 收机的频点选择问题日渐突出，在多系统兼容接收机的系统设计中占有越来越重 要的先决地位。如何选择一套优良的频点，已经成为在多系统兼容接收机的系统 级设计中需要认真考虑的首要问题。

目前获取多系统兼容接收机频点的传统优化方法主要有解析法、随机法和穷 举法。解析法对问题性质有较高的要求，属于强方法，对于目标函数表现为非连 续或非处处可微、非凸、多峰和带噪声等各种形式的复杂优化问题不适合于采用 解析法。随机法是在问题空间中随机选择一定数量的点后从中择优，带有一定的 盲目性，对于复杂问题不能保证解的质量，不能保证一定能得到问题的最优结果。 穷举法是一种解空间的遍历搜索方法，虽然可以找到问题的全局最优解，但是计 算效率太低，也不适用于计算量较大的优化问题。

而遗传算法(Genetic Algorithm，简称为GA)是一种典型的弱方法，是 一种借鉴生物界自然选择和自然进化机制发展起来的高度并行、随机、自适应的 搜索算法，是一种仿生算法，模拟生命演化的算法。许多传统的搜索方法都是单 点搜索，这种点对点的搜索方法，对于多峰分布的搜索空间常常会陷于局部的某 个单峰的极值点，得到所谓的“局部最优解”。而GA采用的是同时处理群体中 多个个体的方法，从一个初始种群出发，不断重复执行选择、交叉和变异的过程， 使种群进化越来越接近某一目标，同时对搜索空间中的多个解进行评估。GA具 有较好的全局搜索性能，GA本身易于实现并行化；GA具有独特的算法形式和 运行机理，以有限的代价解决复杂优化问题；GA具有健壮性，适合于处理复杂、 非线性的多系统兼容接收机的频点选择问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多系统兼容接收机频点选择方法。可用于卫星导航 通信领域，尤其适用于卫星导航多系统兼容接收机的设计，在军用和民用方面都 有良好的应用前景。

如果将所有频点视为一个频点超空间，那么频点超空间中的某一频点集就可 视为一个种群，选择、交叉和变异的过程是在频点超空间中进行不同频点集之间 的某种变换，通过频点空间算子使频点集不断进化，从源频点集最终映射到目标 频点集，该目标频点集中的目标频点为该频点选择问题的最优结果。

所述的频点空间算子由选择算子、交叉算子和变异算子依次组成，频点空间 算子完成的信息交换过程是通过选择算子、交叉算子和变异算子依次完成的。

对于多系统兼容接收机的频点选择这类复杂的优化问题，遗传算法采用概率 搜索技术，直接以目标函数值作为搜索信息，以频点字符串作为运算对象，同时 处理频点集中的多个频点，同时对多个频点的适应度进行评价，确保得到全局最 优结果。

本发明方法包括如下步骤：

步骤一：定义参数值

将问题中涉及到的参数进行赋值，所述参数包括：频点集规模、最大进化代 数、变量数目、频点的链长、编码方式、代沟、交叉概率和变异概率。

所述的频点是指由0和1组成的字符串，对应于遗传学术语中的染色体 (chromosome)；字符串中的每一位称为频点分量，对应于遗传学术语中的基 因(gene)，频点分量的取值对应于遗传学术语中的等位基因(allele)；该字符 串的长度为频点的链长。频点的全体为频点空间。

所述的频点集是指由N个频点组成的集合，频点集中允许重复频点的存在； N为频点集规模，N为正整数。

步骤二：编码及创建初始频点集

对频点进行编码，可以采用格雷码(Gray Code)或二进制编码方式；按 照步骤一中规定的频点集规模创建初始频点集。

步骤三：获取各频点适应度