[发明专利]一种组合导航系统的定位卫星选择方法

说明书

本发明属于组合导航系统领域，具体为一种组合导航系统的定位卫星选择方法。该方法包括：通过二进制编码形成定位卫星初始种群；其中，所述定位卫星初始种群包括多个样本；将所述定位卫星初始种群采用遗传算法获得后代；计算所述定位卫星初始种群和后代的适应度函数，判断所述适应度函数是否满足终止条件；若满足，则确定适应度函数最大的样本为定位卫星的选星方案；根据最小几何精度因子法选取剩余的定位卫星，所述选星方案中定位卫星与所述剩余的定位卫星构成组合导航系统的定位卫星。本发明能够快速完成定位卫星选择，用较少的最小几何精度因子损失换取导航运算量的大幅降低，以降低接收机处理器的负荷，减少硬件设计的难度和成本。

技术领域

本发明涉及卫星导航系统领域，尤其涉及一种组合导航系统的定位卫星选择方法。

背景技术

现有卫星导航系统发展越来越普及，已经大量应用于蜂窝通信和汽车领域。卫星导航系统定位精度，可以表示为几何精度因子和用户等效距离误差的乘积，几何精度因子反应了定位卫星的拓扑结构对用户等效距离误差的放大程度。假设接收机观测到的所有可见卫星数为n，选星数目为m，则最小几何精度因子法的原理为：计算次几何精度因子，从中选取几何精度因子最小的定位卫星组合作为组合导航系统的定位卫星，采用这种方法能够找到最优的定位卫星组合。

在实现本发明对定位卫星快速选择的过程中，现有技术采用遍历的方法来选取最优的定位卫星存在如下问题：现有最小几何精度因子法由于算法本身的遍历特性，虽然能找出规定选星数目下几何精度因子最小的定位卫星组合，但算法本身计算量太大，不利于快速选择定位卫星。现虽有针对定位卫星导航系统的定位卫星选择问题,出现了一系列为减少计算量而设计的方法, 但仍存在可见定位卫星较多时计算量仍较大、最终选取的定位卫星数较多或者选择定位卫星带来的几何精度因子损失较大等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合导航系统的定位卫星选择方法，通过遗传算法来对定位卫星进行种群的计算，并通过适应度函数来确定选星方案，能够快速完成定位卫星的选择，有效的减少了计算量。

根据本发明的一个方面，一种组合导航系统的定位卫星选择方法，包括：

S1，构造定位卫星初始种群，并对所述定位卫星初始种群进行二进制编码；其中，所述定位卫星初始种群包括多个样本；

S2，将所述定位卫星初始种群采用遗传算法获得后代；

S3，计算所述定位卫星初始种群和后代的适应度函数f(X)，判断所述适应度函数f(X)是否满足终止条件；若满足，则执行S4；

S4，将满足终止条件时的确定适应度函数f(X)最大的样本为定位卫星的选星方案；

S5，根据最小几何精度因子法选取剩余的定位卫星，所述选星方案中定位卫星与所述剩余的定位卫星构成组合导航系统的定位卫星。

可选的，在所述步骤S1之前还包括：配置选星数目m、几何精度因子阈值GDOP_T和仰角门限；根据仰角门限删选接收机观测到的所有定位卫星，得到目标星群。

可选的，所述根据仰角门限删选接收机观测到的所有定位卫星，得到目标星群包括：在接收机观测到的所有定位卫星中，选择仰角大于或等于仰角门限的定位卫星，即为目标星群。

可选的，所述构造定位卫星初始种群，并对所述定位卫星初始种群进行二进制编码包括：

从目标星群中选取定位卫星个体数相等的多个样本X_k＝[x_n … x_j … x₁]；

将所述样本中定位卫星个体采用二进制编码，设选中的定位卫星编码为 1，非选中的定位卫星编码为0，使得所述样本中选中定位卫星数目总和