[发明专利]一种基于遗传算法的火星导航敏感器安装布局优化方法

权利要求书

1.一种基于遗传算法的火星导航敏感器安装布局优化方法，其特征在于，包含以下过程：

A1、确定火星导航敏感器光轴可能的指向区域，并将光轴指向用火星环绕器本体坐标系下的赤经和赤纬来描述，建立以赤经和赤纬为两维自变量，优化目标为可用弧段最大的目标函数；

A2、在赤经和赤纬的可行域内随机生成第一数量的光轴指向；

A3、依次计算每种光轴指向对应的目标函数值，记录下最大的目标函数值以及其所对应的赤经与赤纬；对每种光轴指向对应的目标函数值由大到小进行排序；

A4、在当前种群，按照预先设定的代沟值进行选择操作，从当前种群排序后的光轴指向中，选取第二数量的目标函数值较大的个体；

A5、对选出的个体两两配对后进行交叉及变异操作，再引入在赤经和赤纬的可行域内随机生成的第三数量的新的个体，得到新的第一数量的光轴指向作为新的种群，使每次迭代的种群的个体数量一致；

A6、对新的种群依次进行A3-A5的操作，根据设定的次数进行迭代，将所有迭代过程中目标函数值最大的种群输出。

2.如权利要求1所述基于遗传算法的火星导航敏感器安装布局优化方法，其特征在于，

赤经为火星导航敏感器的光轴在Xhb/Ohb/Yhb平面的投影与+Xhb轴的夹角，从+Zhb方向看，自+Xhb逆时针为正，取值范围0～360°；

赤纬为火星导航敏感器的光轴与Zhb轴的夹角，取值范围为-90°～+90°，当光轴与+Zhb轴的夹角为锐角时，取正；当光轴与-Zhb轴的夹角为锐角时，取负。

3.如权利要求1或2所述基于遗传算法的火星导航敏感器安装布局优化方法，其特征在于，

步骤A1中，赤经的可行域取10°～270°；赤纬的可行域为正时取-60°～-30°，为负时取30°～60°，优化的目标函数为环火轨道可用弧段最大。

4.如权利要求1所述基于遗传算法的火星导航敏感器安装布局优化方法，其特征在于，

步骤A2及A5中个体的第一数量为200；

步骤A4中的代沟值为0.9，选出的个体的第二数量为180；

步骤A5中引入的新个体的第三数量为第一数量与第二数量的差值；

迭代的次数是200。

5.如权利要求1所述基于遗传算法的火星导航敏感器安装布局优化方法，其特征在于，

第二数量设为s；

步骤A5中对选出的第二数量的个体进行两两配对时，将第1种个体与第(1/2)s+1种个体分为一组，第2种个体与第(1/2)s+2种个体分为一组，依次类推，得到(1/2)s组；

在(1/2)s组中，每种个体的赤经和赤纬以有符号的10位二进制数表示，进行交叉操作时，将每一组中两种个体对应的赤经和赤纬的若干个指定位数分别互换，得到新的(1/2)s组；

在两两配对及交叉操作后，得到共s组赤经和赤纬的组合。

6.如权利要求5所述基于遗传算法的火星导航敏感器安装布局优化方法，其特征在于，

步骤A5中，当前种群完成交叉及变异操作后进行重构操作，将每种个体的赤经和赤纬转换为十进制，再引入重新随机生成的新的个体，得到新的种群。

7.如权利要求1或5所述基于遗传算法的火星导航敏感器安装布局优化方法，其特征在于，

步骤A5中，以第一概率确定配对后的任意一组是否进行交叉操作；

确定进行交叉操作的每一组中，以第二概率确定该组中进行高位的指定位数互换或进行低位的指定位数互换。

8.如权利要求7所述基于遗传算法的火星导航敏感器安装布局优化方法，其特征在于，

步骤A5中进行交叉操作后的每一组中，以第三概率确定该组赤经和赤纬的组合的每一位是否进行变异操作；

确定进行变异操作的位，此位原始为0时变为1，原始为1时变为0。

9.如权利要求8所述基于遗传算法的火星导航敏感器安装布局优化方法，其特征在于，

交叉操作对应的第一概率为0.9；

位数互换对应的第二概率为0.5；

基于第二概率进行高5位互换或低5位互换；

每位变异对应的第三概率为0.05。