[發(fā)明專利]基于部署區(qū)域迭代分割的導(dǎo)航源部署位置方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111237223.6
• 申請(qǐng)日: 2021-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN113960639A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李江;姚錦濤;吳林旭;王宇琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所
• 主分類號(hào): G01S19/17
• 分類號(hào): G01S19/17;G01S19/07;G06F30/20;G06T7/11;G06F30/10
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

本發(fā)明提供了一種基于部署區(qū)域迭代分割的導(dǎo)航源部署位置方法，將給出的大致的可部署區(qū)域和服務(wù)區(qū)域，轉(zhuǎn)化為可計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上根據(jù)布站數(shù)量、計(jì)算時(shí)間等要求，利用迭代計(jì)算的方法逐步得到幾何分布最優(yōu)的基準(zhǔn)站部署位置，為區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)工作提供保障，提高導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)性能。本發(fā)明大大調(diào)高了區(qū)域?qū)Ш交鶞?zhǔn)站部署的速度和布站的合理性，通過(guò)改變計(jì)算準(zhǔn)則使計(jì)算出的部署位置滿足不同幾何分布要求。可以快速計(jì)算出結(jié)果，方法運(yùn)行時(shí)間在十幾秒量級(jí)，滿足實(shí)時(shí)應(yīng)用；得到幾何分布更優(yōu)的布站位置。很好地解決了基準(zhǔn)站數(shù)量固定，部署空間有限制的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線電導(dǎo)航與定位領(lǐng)域，尤其是一種導(dǎo)航源部署位置方法。

背景技術(shù)

隨著衛(wèi)導(dǎo)干擾技術(shù)的進(jìn)步，在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下，衛(wèi)導(dǎo)系統(tǒng)容易受干擾不可用。此時(shí)區(qū)域應(yīng)急導(dǎo)航是一種可行、效果顯著的導(dǎo)航定位手段，導(dǎo)航基準(zhǔn)站可搭載于空中或地面平臺(tái)，進(jìn)行快速部署，可為衛(wèi)導(dǎo)拒止區(qū)域提供高性能的導(dǎo)航定位服務(wù)。

由于區(qū)域應(yīng)急導(dǎo)航中導(dǎo)航基準(zhǔn)站與用戶的距離很近，所以基準(zhǔn)站的幾何分布對(duì)導(dǎo)航性能影響顯著。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于無(wú)線電導(dǎo)航幾何分布的相關(guān)研究很多，一些方法研究了6顆偽衛(wèi)星幾何布局方案，4顆偽衛(wèi)星幾何布局方案，設(shè)計(jì)了4顆、5顆、9顆偽衛(wèi)星的幾何布局方案。但多從基準(zhǔn)站數(shù)量固定，部署空間沒(méi)有限制的角度分析。實(shí)際應(yīng)用中，往往需要為一個(gè)三維空間區(qū)域提供服務(wù)，基準(zhǔn)站部署空間會(huì)受到限制，且導(dǎo)航基準(zhǔn)站數(shù)量可能會(huì)變化。因此這時(shí)上述文獻(xiàn)中方法只適用于上述少數(shù)特定場(chǎng)景。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于部署區(qū)域迭代分割的導(dǎo)航源部署位置方法。為了解決作戰(zhàn)環(huán)境下，確定區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)基準(zhǔn)站部署位置的問(wèn)題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：將給出的大致的可部署區(qū)域和服務(wù)區(qū)域，轉(zhuǎn)化為可計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上根據(jù)布站數(shù)量、計(jì)算時(shí)間等要求，利用迭代計(jì)算的方法逐步得到幾何分布最優(yōu)的基準(zhǔn)站部署位置，為區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)工作提供保障，提高導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)性能。

為了提高區(qū)域應(yīng)急導(dǎo)航的定位精度，本發(fā)明利用精度衰減因子DOP研究應(yīng)急導(dǎo)航基準(zhǔn)站的幾何分布。針對(duì)區(qū)域應(yīng)急導(dǎo)航實(shí)際應(yīng)用中的限制，本發(fā)明基于DOP分析，提出一種基于部署區(qū)域迭代分割的導(dǎo)航源部署位置方法。首先用數(shù)學(xué)語(yǔ)言定義可部署區(qū)域和服務(wù)區(qū)域，然后部署區(qū)域進(jìn)行迭代分割，根據(jù)布站數(shù)量和DOP約束規(guī)則(使服務(wù)區(qū)域精度衰減因子最小)，快速計(jì)算出最佳部署位置。最后設(shè)計(jì)一種典型應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，本文提出的方法可以根據(jù)服務(wù)區(qū)域、部署區(qū)域和布站數(shù)量，快速得到最優(yōu)的基準(zhǔn)站部署位置。為確定區(qū)域應(yīng)急導(dǎo)航系統(tǒng)基準(zhǔn)站部署位置的問(wèn)題的解決提供了很好的技術(shù)途徑。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案具體包括以下步驟：

步驟1：將部署區(qū)域和服務(wù)區(qū)域轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型；

1.1區(qū)域定義

定義區(qū)域?yàn)榭臻g直四棱柱，空間直四棱柱包含6個(gè)參數(shù)，分別是：底面四個(gè)頂點(diǎn)V1，V2，V3，V4，高度h，中心點(diǎn)C，C為上下兩底面的重心點(diǎn)組成線段的中點(diǎn)，當(dāng) h＝0時(shí)，區(qū)域?yàn)樗倪呅危?/p>

1.2定義部署區(qū)域和服務(wù)區(qū)域

根據(jù)給出的部署區(qū)域限制和服務(wù)區(qū)域范圍的要求，根據(jù)步驟1.1自定義的區(qū)域，分別確定部署區(qū)域Sta_Area和服務(wù)區(qū)域Served_Area對(duì)應(yīng)的參數(shù)；

步驟2：服務(wù)區(qū)域采樣；

由于服務(wù)區(qū)域Served_Area包含無(wú)數(shù)點(diǎn)，無(wú)法直接計(jì)算，計(jì)算前需進(jìn)行分割和采樣，具體步驟為：

2.1區(qū)域分割方法