[发明专利]基于部署区域迭代分割的导航源部署位置方法

说明书

本发明提供了一种基于部署区域迭代分割的导航源部署位置方法，将给出的大致的可部署区域和服务区域，转化为可计算的数学模型，在此基础上根据布站数量、计算时间等要求，利用迭代计算的方法逐步得到几何分布最优的基准站部署位置，为区域导航系统工作提供保障，提高导航系统的服务性能。本发明大大调高了区域导航基准站部署的速度和布站的合理性，通过改变计算准则使计算出的部署位置满足不同几何分布要求。可以快速计算出结果，方法运行时间在十几秒量级，满足实时应用；得到几何分布更优的布站位置。很好地解决了基准站数量固定，部署空间有限制的问题。

技术领域

本发明涉及无线电导航与定位领域，尤其是一种导航源部署位置方法。

背景技术

随着卫导干扰技术的进步，在战场环境下，卫导系统容易受干扰不可用。此时区域应急导航是一种可行、效果显著的导航定位手段，导航基准站可搭载于空中或地面平台，进行快速部署，可为卫导拒止区域提供高性能的导航定位服务。

由于区域应急导航中导航基准站与用户的距离很近，所以基准站的几何分布对导航性能影响显著。

国内外关于无线电导航几何分布的相关研究很多，一些方法研究了6颗伪卫星几何布局方案，4颗伪卫星几何布局方案，设计了4颗、5颗、9颗伪卫星的几何布局方案。但多从基准站数量固定，部署空间没有限制的角度分析。实际应用中，往往需要为一个三维空间区域提供服务，基准站部署空间会受到限制，且导航基准站数量可能会变化。因此这时上述文献中方法只适用于上述少数特定场景。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于部署区域迭代分割的导航源部署位置方法。为了解决作战环境下，确定区域导航系统基准站部署位置的问题，本发明要解决的技术问题是：将给出的大致的可部署区域和服务区域，转化为可计算的数学模型，在此基础上根据布站数量、计算时间等要求，利用迭代计算的方法逐步得到几何分布最优的基准站部署位置，为区域导航系统工作提供保障，提高导航系统的服务性能。

为了提高区域应急导航的定位精度，本发明利用精度衰减因子DOP研究应急导航基准站的几何分布。针对区域应急导航实际应用中的限制，本发明基于DOP分析，提出一种基于部署区域迭代分割的导航源部署位置方法。首先用数学语言定义可部署区域和服务区域，然后部署区域进行迭代分割，根据布站数量和DOP约束规则(使服务区域精度衰减因子最小)，快速计算出最佳部署位置。最后设计一种典型应用场景进行仿真实验，结果表明，本文提出的方法可以根据服务区域、部署区域和布站数量，快速得到最优的基准站部署位置。为确定区域应急导航系统基准站部署位置的问题的解决提供了很好的技术途径。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案具体包括以下步骤：

步骤1：将部署区域和服务区域转化为数学模型；

1.1区域定义

定义区域为空间直四棱柱，空间直四棱柱包含6个参数，分别是：底面四个顶点V1，V2，V3，V4，高度h，中心点C，C为上下两底面的重心点组成线段的中点，当 h＝0时，区域为四边形；

1.2定义部署区域和服务区域

根据给出的部署区域限制和服务区域范围的要求，根据步骤1.1自定义的区域，分别确定部署区域Sta_Area和服务区域Served_Area对应的参数；

步骤2：服务区域采样；

由于服务区域Served_Area包含无数点，无法直接计算，计算前需进行分割和采样，具体步骤为：

2.1区域分割方法