亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于改進型差分進化的MLAT系統(tǒng)布站方法研究

        2021-08-29 07:00:24胥松壽郭歆瑩
        電子技術(shù)應用 2021年8期
        關(guān)鍵詞:布站星型中心站

        胥松壽 ,郭歆瑩

        (1.民航河南空管分局 技術(shù)保障部,河南 鄭州 450000;2.河南工業(yè)大學 信息科學與工程學院,河南 鄭州 450000)

        0 引言

        場面多點定位(Multilateration,MLAT)系統(tǒng)是一種新式機場場面監(jiān)視技術(shù),通過計算目標發(fā)射信號到達地面中心站和基站的時間差(Time Difference of Arrival,TDOA)來計算其空間位置。系統(tǒng)的目標定位精度除了與偽距測量誤差有關(guān)外,還受基站的幾何布局影響。傳統(tǒng)的布站多采用三角形、菱形、Y 形等,此種布站形式受基線長度和人為主觀因素等的影響[1-5]。本文將差分進化算法應用于多點定位系統(tǒng)的最優(yōu)布站設計,通過不斷迭代計算來獲得地面基站的最優(yōu)布站位置。本文對差分進化算法進行了適當改進,使其在搜索前期有較強的全局探索能力,在后期有較強的局部開發(fā)能力,使之應用于多點定位系統(tǒng)站點布局設計的工程優(yōu)化問題中,提高了系統(tǒng)定位精度對目標位置變化的魯棒性。實驗仿真表明,該布站設計方法在多點定位系統(tǒng)中可獲得較高的定位精度。

        1 基于改進型DE的布站方法

        差分進化(Differential Evolution,DE)算法為求解切比雪夫多項式的問題,Rainer Storn 和Kenneth Price在1995年提出的經(jīng)典優(yōu)化算法。此算法是一種在連續(xù)空間進行隨機搜索的優(yōu)化算法,其優(yōu)點主要體現(xiàn)在涉及參數(shù)少、算法簡單有效、搜索過程隨機、有助于理解和實現(xiàn)。經(jīng)典的DE 算法始于種群的隨機初始化,然后分別經(jīng)過變異(Mutation)、交叉(Crossover)、選擇(Selection)操作產(chǎn)生新一代種群,迭代進行該過程,直到滿足停止條件[6-10]。

        針對多點定位系統(tǒng)的最優(yōu)布站問題,本文對經(jīng)典DE算法進行適當改進,平衡了算法的全局搜索和局部開發(fā)能力,流程主要包括參數(shù)設置、種群初始化、改進的變異操作、交叉操作和改進的選擇操作。

        1.1 參數(shù)設置

        參數(shù)設置對優(yōu)化算法的性能和效率有很大的影響,針對特定的優(yōu)化問題,應根據(jù)實際情況,設定理想的控制參數(shù)。改進型DE 算法涉及的控制參數(shù)主要為:種群規(guī)模NP、種群個體的維度D、尺度因子F 和交叉因子Cr 等。

        1.2 參種群初始化

        1.3 改進的變異操作

        1.4 交叉操作

        1.5 改進的選擇操作

        1.6 適應度函數(shù)

        多點定位系統(tǒng)是一種利用雙曲線/面定位的技術(shù),根據(jù)目標到達地面中心站和基站的到達時間差TDOA 定位目標位置。系統(tǒng)的定位精度取決于TDOA 測量誤差和站點布局,如式(7)所示:

        式中,Δs為機場第s 個小區(qū)域定位精度,其中s∈{1,2,…,M},M 為場面區(qū)域等分為若干小區(qū)域的個數(shù),進而可計算每個小區(qū)域的定位精度;ΔTDOA為多點定位系統(tǒng)的TDOA 測量誤差,與系統(tǒng)性能和時鐘測量有關(guān),系統(tǒng)搭建完場后,此參數(shù)基本保持固定;Gs為第s 個小區(qū)域幾何精度因子(GDOP),由站點布局決定[15-16]。

        圖1 改進型DE 算法流程圖

        由式(7)可知,Gs直接影響系統(tǒng)的定位精度,因此如何降低Gs值對系統(tǒng)的定位精度非常重要?;诖?,本文以GDOP 為數(shù)據(jù)支撐,以最小化Gs值為優(yōu)化目標,定義適應度函數(shù)如式(8)所示:

        式中,M 表示場面區(qū)域等分為若干小區(qū)域的個數(shù)。因此本文以最小化適應度函數(shù)f 為目標進行優(yōu)化,搜索區(qū)域內(nèi)地面基站的最優(yōu)布站位置。

        2 仿真與分析

        仿真條件:GDOP 計算區(qū)域大小設定為1 000 m×1 000 m,布站的搜索區(qū)域設定為1 000 m×1 000 m,基站高度搜索區(qū)域為[0,50],單位為m,將GDOP 計算區(qū)域等分為為10 m×10 m的小區(qū)域,計算每塊小區(qū)域中心的GDOP 值,累加計算適應度函數(shù)的值。設定種群規(guī)模NP大小為50,迭代次數(shù)I 為100 次。

        2.1 最優(yōu)布站和傳統(tǒng)布站的定位精度分析

        仿真條件:設定站點數(shù)量為4,其中1 個中心站,3個基站,因此種群個體的維度D=10,目標高度設定為50 m。傳統(tǒng)布站采用倒三角和星型布站,具體的站點坐標和最優(yōu)化站點坐標及對應布站方法的適應度值如表1所示。

        表1 站址坐標 (m)

        由表1 可知,相比于傳統(tǒng)布站方法,最優(yōu)化布站方法搜索的基站坐標呈不規(guī)則分布且定位精度得到了較大的提高。

        圖2 給出了改進型DE 算法(IDE)和兩種不同變異方案(DE/rand/1/bin 和DE/best/2/bin)的適應度值進化曲線。

        由圖2 可知,在進化的開始階段,改進型DE 算法(IDE)與DE/rand/1/bin 有相似的收斂性;隨著進化的進行,IDE 與DE/best/2/bin 有相似的收斂性。驗證了式(2)和式(3)的有效結(jié)合,使得改進的DE 算法較好地平衡了算法前期的全局探索和后期的局部開發(fā)能力,不僅避免早熟收斂現(xiàn)象,同時加快了收斂速度。

        圖2 改進型DE 和傳統(tǒng)DE 適應度值進化曲線

        圖3~圖5 給出了倒三角布站、星型布站和最優(yōu)布站的定位精度GDOP 分布圖。圖中倒三角布站、星型布站和最優(yōu)布站的位置坐標如表1 所示,圖中以“*”表示。

        由圖3~圖5 所示,經(jīng)統(tǒng)計得到,GDOP 值小于10 m的定位精度覆蓋率分別由倒三角布站和星型布站的23.4%、31.9%提高到采用最優(yōu)布站的46.5%,系統(tǒng)的定位精度得到了顯著的提高。

        圖3 倒三角布站GDOP 分布圖

        圖4 星型布站GDOP 分布圖

        圖5 最優(yōu)布站方法GDOP 分布圖

        2.2 目標位置變化對系統(tǒng)定位精度的影響分析

        仿真條件:設站點數(shù)量為4,其中1 個中心站,3 個基站,因此種群個體的維度D=10。倒三角布站、星型布站和最優(yōu)布站的站點坐標如表1 所示。圖6 給出了3 種布站方法的中心站上方定位精度GDOP 隨目標高度變化的曲線圖。

        圖6 定位精度GDOP 隨目標高度變化曲線

        由圖6 可知,倒三角布站和星型布站中心站上方的定位精度GDOP 值變化趨勢波動較大;最優(yōu)布站的中心站上方的定位精度GDOP 值變化趨勢波動較小,且定位精度較倒三角布站和星型布站得到顯著的提高,驗證了最優(yōu)布站的定位精度對目標高度變化具有較好的魯棒性。

        圖7 給出了3 種布站方法的定位精度GDOP 值隨目標角度變化的曲線圖。其中設目標高度為50 m,曲線值表征以中心站為中心,目標在半徑500 m 圓周上移動時的GDOP 值。

        圖7 定位精度GDOP 隨目標角度變化曲線

        由圖7 可知,倒三角布站和星型布站中,目標角度發(fā)生變化,定位精度GDOP 值出現(xiàn)劇烈的波動,倒三角布站的定位精度波動最劇烈。相對于倒三角布站和星型布站,最優(yōu)布站的定位精度GDOP 值隨目標角度變化的波動較小,驗證了最優(yōu)布站的定位精度對目標角度變化表現(xiàn)出較好的魯棒性。

        3 結(jié)論

        本文對差分進化算法進行了適當改進,較好地平衡了算法前期的全局探索和后期的局部開發(fā)能力,不僅能夠避免早熟收斂現(xiàn)象,同時加快了收斂速度。算法以GDOP 為數(shù)據(jù)支撐,設計合理的適應度函數(shù),結(jié)合多點定位系統(tǒng)的實際工程建設情況,建立仿真模型,通過不斷地迭代產(chǎn)生最優(yōu)布站的站點坐標。仿真結(jié)果驗證了最優(yōu)布站方法相比于傳統(tǒng)布站,對目標的高度和角度變化表現(xiàn)出了較好的魯棒性,布站區(qū)域內(nèi)的定位精度得到了顯著的提高,為系統(tǒng)實際工程建設提供可靠的理論依據(jù)。

        猜你喜歡
        布站星型中心站
        增加斷電連鎖 減少絞傷風險
        勞動保護(2021年5期)2021-05-19 04:04:38
        面向目標定位的多主動傳感器優(yōu)化布站
        金銀點綴
        靶場光電經(jīng)緯儀最優(yōu)布站方法研究
        一帶一路
        北斗地基導航增強系統(tǒng)布站設計
        添加帶外控制設備網(wǎng)不通
        D-π-A星型分子的合成及非線性光學性質(zhì)
        化工進展(2015年6期)2015-11-13 00:27:23
        黨旗引領(lǐng)鑄鐵軍 揮灑青春展風采——湖北省環(huán)境監(jiān)測中心站第二黨支部黨建工作側(cè)記
        學習月刊(2015年18期)2015-07-09 05:41:20
        活化的星型膠質(zhì)細胞生成Aβ對阿爾茨海默病的影響
        连续高潮喷水无码| 国产精品久久久久久一区二区三区| 撕开奶罩揉吮奶头视频| 午夜一级在线| 青青青视频手机在线观看| 痴汉电车中文字幕在线| 国产国拍亚洲精品mv在线观看| 亚洲综合久久久| 久久精品国产亚洲av成人无人区| 久久九九精品国产av| 国产精品午夜爆乳美女视频| 免费在线视频一区| 亚洲最大的av在线观看| 我和隔壁的少妇人妻hd| 国产成人精品一区二区不卡| 国产福利片无码区在线观看| 亚洲国产综合精品中文 | 久久不见久久见免费视频6| 久久久久久伊人高潮影院| 成年男人裸j照无遮挡无码| 久久精品人妻一区二三区| 成人亚洲一区二区三区在线| .精品久久久麻豆国产精品| 18禁黄无遮挡免费网站| av天堂免费在线播放| 国产精品无码aⅴ嫩草| 日韩中文字幕欧美亚洲第一区| 91亚洲精品久久久蜜桃| 9久久婷婷国产综合精品性色| 美女av一区二区三区| 欧美成人www免费全部网站| 亚洲一区二区三区18| 看全色黄大色黄大片 视频| 亚洲熟妇20| 久久精品国产亚洲av成人无人区| 无遮挡1000部拍拍拍免费| 国产精品免费久久久久影院仙踪林| 色窝综合网| 亚洲午夜精品一区二区麻豆av| 大桥未久亚洲无av码在线| 国产精品久久中文字幕第一页 |