[发明专利]一种基于混合准则的机载分布式POS布局优化方法

说明书

本公开提供了一种机载分布式POS布局优化方法。首先，基于Fisher信息矩阵和模态应变能准则分别确定机翼结构待监控振型阶数范围和监控振型；然后，基于监控振型可观准则和模态置信度准则分别确定子IMU数量上限和下限；其次，确定布局方案编码并生成初始种群；之后，改进模态应变能准则，并将其与模态置信度准则和熵值法联合起来建立多目标函数模型；最后，运行遗传算法，确定分布式POS最优布局方案。该方法先确定子IMU安装数量的范围，避免了优化算法在全部布局方案中寻找最优解，减小了计算量，提高了优化算法的寻优效率；熵值法优化了改进模态应变能准则和模态置信度准则在多目标函数中的权重，提高了优化算法的寻优精度。

技术领域

本公开涉及航空航天技术领域，具体而言，涉及机载分布式位置姿态系统(POS)布局优化方法。可用于确定机载分布式POS中多个子系统的最优安装数量和位置，特别适合于机载阵列天线合成孔径雷达等多载荷同时对地观测需要确定位置姿态测量系统最优布局方式的情况。

背景技术

集成多个或多种遥感载荷的机载分布式对地观测系统已经成为目前对地观测系统的主要发展趋势之一。这些多任务遥感载荷实现高精度成像的前提是获取各遥感载荷安置点的高精度运动参数。

机载分布式位置姿态系统(Position and Orientation System，POS)是多任务遥感载荷机载对地观测系统获取各遥感载荷安置点的位置、速度、姿态等运动参数的主要手段。机载分布式POS通常由一个或少量高精度主POS(也称为主系统)、多个中/低精度子惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)(也称为子系统)、导航计算机系统(POSComputer System，PCS)和后处理软件四部分组成。高精度主POS通过传递对准将高精度的位置、速度、姿态等运动信息传递给各子IMU，从而实现各子IMU处运动信息的精确测量。其中，高精度主POS一般位于机舱内，提供时空基准信号，各子IMU安装在各遥感载荷安置点附近，为各遥感载荷提供精确的运动参数信息。

对于机载多任务遥感载荷对地观测系统，分布式POS需要获取所有载荷安置点的高精度运动参数。由于载机对机载分布式POS的体积、重量均有严格的限制，特别是观测载荷分布在机翼下的情况，又因为成本等系统工程方面的考虑，在各观测载荷处均安装一个子IMU的方式既不合理也不现实。如何获取分布式POS子IMU的最佳安装数量和安装位置，即实现分布式POS的最优布局，是机载分布式POS的关键技术之一。