[发明专利]一种禁忌搜索人工蜂群算法下的北斗导航选星方法

说明书

本发明提供一种禁忌搜索人工蜂群算法下的北斗导航选星方法，方法步骤为：通过获取得到的地面观测点位置信息与北斗导航卫星实时位置信息，计算地面观测点处各北斗导航卫星高度角、方位角；以地面观测点处遮蔽角对各北斗导航卫星进行筛选得到可视卫星集合；利用禁忌搜索人工蜂群算法，以卫星组合方案的几何精度因子GDOP为目标函数，在解空间内对卫星组合方案寻优求解，得到具有最小GDOP的卫星组合方案。本发明将基于禁忌搜索人工蜂群算法应用于北斗导航选星过程，充分发挥人工蜂群算法预先设置参数少，寻优能力强的特点，寻优速度快等优点，有效提高北斗导航应用中选星过程效率，具有较大的价值和实用性。

技术领域

本发明涉及一种基于突变搜索人工蜂群算法的北斗导航选星方法，尤其涉及一种禁忌搜索人工蜂群算法下的北斗导航选星方法，属于北斗卫星导航定位领域。

背景技术

卫星导航定位系统利用轨道运行卫星提供的速度、位置信息完成对特定目标的定位、导航与检测。卫星导航定位作为当前主流的定位技术，在军民领域被广泛应用。北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自主研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。2020年6月23日，北斗三号最后一刻全球组网卫星的发射成功，北斗导航系统完成全球组网部署。

在北斗卫星导航定位应用中，导航信号在传播过程中受到电离层延迟、对流层延迟、建筑物山体遮挡、电磁干扰等因素影响，在接收机无法收到所有可视网内卫星导航信号，因此需要根据导航需求在定位前粗略判别接收机所处位置的可视卫星空间分布，从中选择一个卫星子集用于定位解算。传统选星方法采用遍历的方法，对所有可视卫星组合进行计算比较，计算量大、实时性不理想。随着计算智能的兴起与发展，基于启发式算法的快速选星方法被用于快速选取合适的可视卫星子集以最佳化导航定位效果，然而该类算法存在陷入局部最优的问题与计算过程需要调节参数过多的问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种实时、有效的禁忌搜索人工蜂群算法下的北斗导航选星方法，减少北斗导航应用中选星过程中的计算量以及选星过程收敛速度，提高选星过程时效性，间接提高导航定位精度。

本发明的目的是这样实现的：步骤如下：

步骤1：获取当前地面观测点位置参数向量L_o＝[B_o，L_o，H_o]，其中B_o，L_o，H_o分别为当前地面观测点大地纬度、大地经度、大地高数据；获取当前时刻所有北斗导航位置参数向量L_i＝[B_i，L_i，H_i]，式中B_i，L_i，H_i分别表示当前时刻各北斗导航卫星大地纬度、大地经度、大地高数据，其中i＝1，2，…，35；

步骤2：以当前地面观测点为原点建立球面坐标系，计算得到各北斗导航卫星角度参数向量S_i＝[E_i，A_i]，其中E_i，A_i分别表示第i颗北斗导航卫星在当前坐标系下高度角、方位角；

步骤3：确定当前地面观测点遮蔽角θ，对北斗导航卫星进行筛选，保留E_i＞θ的导航卫星，对满足条件的导航卫星进行连续编码，获得地面观测点处当前时刻可视卫星集合M＝{S₁，S₂，…，S_m}，其中m为可视卫星个数；