[发明专利]一种基于成熟因子投射的卫星导航系统选星方法

说明书

本发明公开了一种基于成熟因子投射的卫星导航系统选星方法，包括以下步骤：步骤1、由可观测星获取初始种群；步骤2、对当前种群进行选择操作；步骤3、执行依成熟因子的交叉操作；步骤4、执行依成熟因子的变异操作；步骤5、执行判定操作：若繁衍代数可被设定k整除，则执行步骤6；否则执行步骤7；步骤6、对满足条件染色体执行猎杀操作，猎杀掉依据适应值从大到下排序的后T染色体；步骤7、进行繁衍判定操作；步骤8、得出选星结果：将最优一代中适应值最大的染色体C_best作为最优的结果，其基因即是选星结果。本发明基于自然猎杀思想与成熟因子投射的单系统遗传选星算法，能够快速地寻找到最优解以及偏差不大的次优解，实现准确快速的选星操作。

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，具体涉及一种卫星导航系统选星方法。

背景技术

随着2020年北斗三号全球组网的完成，全天最大可观测卫星数可能超过25颗，绝大多数地区全天可见卫星数在8颗以上，可观测卫星数量基本都在12颗以上。相比而言GPS系统全天平均可观测卫星数量也达到6.85颗。卫星导航接收机在进行定位解算时，需要求解三个位置参数和一个时钟偏差参数。因此，接收机需要至少同时观测到4颗卫星才能进行定位解算。可用卫星数目显著增加，这在一定程度上提高了接收机定位精度、可用性以及完好性等指标。但随之而来的是，卫星数越多则计算量越大。因此，当观测卫星数较多时，如何快速并准确地从所有可用卫星中选择4颗卫星用于定位解算，即选星，则成为工程应用中亟需解决的关键问题。

对于单系统而言，通常以几何精度因子(GDOP)最小或者接近最小值为基础进行选星。当其它因素保持不变时，所选卫星选星方案的GDOP值越小，定位解算结果越精确。然而，目前对于如何快速找到合适的卫星组合以达到最小GDOP值却没有固定最佳的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于自然猎杀思想与成熟因子投射的单系统遗传选星算法，能够快速地寻找到最优解以及偏差不大的次优解，实现准确快速的选星操作。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于成熟因子投射的卫星导航系统选星方法，包括以下步骤：

步骤1、由可观测星获取初始种群：假设被观测到的卫星总数目为N，将卫星随机排序得到序列X，并依照序列从前至后每四个一组，不足一组的卫星舍去；

X＝{X_i,X_j,X_k,X_l,…},i≠j≠k≠l (1)

其中，X_i∈{1,2,3,…,N}，X_i表示卫星个体；进行序列分组后得到M个组；

将一个组视为一条染色体，组中卫星个体视为基因，由此得到初始种群P₀：

P₀＝{C₁,C₂,C₃,…,C_M} (2)

其中，C_m表示第m条染色体，C_m＝{X_i,X_j,X_k,X_l}，m＝1,2,…,M；

步骤2、对当前种群进行选择操作：首先针对各染色体计算其适应值，以构成染色体的四个基因GDOP²值的倒数作为适应度函数：

将适应值小于设定下限值L的染色体视为畸形染色体予以淘汰，将适应值最大的染色体视为精英染色体予以直接保留至下一代种群中；其余染色体按照多指针赌盘法进行筛选；

步骤3、对筛选后的染色体执行依成熟因子的交叉操作；