[發明專利]基于粒子群優化算法的ARAIM垂直保護級優化方法

有效

• 申請號: 202010546409.9
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111708054B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 王爾申;孫彩苗;佟剛;王傳云;李玉峰;曲萍萍;別玉霞;龐濤;黃煜峰;徐嵩;房啟志
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: G01S19/20
• 分類號: G01S19/20;G01S19/23;G06N3/006
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種基于粒子群優化算法的ARAIM垂直保護級優化方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、根據導航電文和觀測文件提取多星座組合導航系統當前時刻下的可見衛星，每個可見衛星發生故障時對應一個故障模型，無故障衛星發生時對應無故障模型，確定多個故障模型；

步驟2、確定用于垂直方向的完好性風險和連續性風險初始分配方案，初始化粒子群優化算法參數，形成初始種群，并初始化種群中各粒子的速度；

步驟3、將垂直保護級作為優化目標，分配給每個故障模型的完好性風險和連續性風險作為優化參數，建立垂直保護級的優化函數，進而構建評價粒子的適應度函數；

步驟4、通過粒子群優化算法的尋優原理，更新每個粒子的位置和速度，直到滿足終止條件，得到優化的垂直保護級和對應的完好性風險和連續性風險的分配方案。

2.根據權利要求1所述的基于粒子群優化算法的ARAIM垂直保護級優化方法，其特征在于：所述步驟1的具體方法為：

根據導航電文和觀測文件，提取仰角大于5°的衛星，剔除掉不可用的衛星，得到N顆可見衛星，每個可見衛星發生故障時對應一個故障模型，無故障衛星發生時對應無故障模型，共確定d個故障模型。

3.根據權利要求2所述的基于粒子群優化算法的ARAIM垂直保護級優化方法，其特征在于：所述步驟2的具體方法為：

由無故障假設下的用于垂直方向的完好性風險總值PHMI和連續性風險總值Pfa根據故障模型數量d隨機分配初始種群，如下公式所示：

其中，G_m0為初始種群，M為種群中粒子個數，x_m1,x_m2,...,x_md為初始完好性風險總值PHMI的分配，y_m1,y_m2,...,y_md為初始連續性風險總值Pfa的分配；

初始完好性風險總值PHMI的分配，滿足以下式子：

其中，x_mq∈(0,PHMI)，且x_mq＝PHMI_k，其中，k＝q-1，k＝0,...,d-1，PHMI_k為分配給故障模型k的完好性風險，當k＝0時，PHMI₀表示無故障衛星時導航系統的完好性風險；

初始連續性風險總值Pfa的分配，滿足以下式子：

其中，y_mq∈(0,Pfa)，且y_mq＝Pfa_k，Pfa_k為分配給故障模型k的完好性風險，當k＝0時，Pfa₀表示無故障衛星時導航系統的連續性風險；無故障時不分配連續性風險，因此當k＝0時，分配給導航系統的連續性風險Pfa₀為0；

初始種群中的每個粒子表示為初始化粒子速度V_m0＝[v₀₁,v₀₂,...,v_0d]，v₀₁＝v₀₂＝...＝v_0d＝rand(1,1)，下標“0”表示粒子經過0次迭代，即為初始種群中粒子速度。