最差用户位置算法研究与仿真分析

在计算Galileo卫星导航系统空间信号误差(SISE)、空间信号精度(SI-SA)和空间信号监测精度(SISMA)时需要用到的一个关键参数——最差用户位置(WUL)。WUL表示空间信号的轨道误差在卫星覆盖域内所导致的伪距误差最大的位置,WUL的确定可以帮助系统向用户提供正确可靠的SISA、SISMA和完好性标志(IF)等完好性信息,对提高系统的可靠性和可用性具有非常重要的意义。WUL的算法主要有两种:临界圆法和网格搜索法。详细介绍两种算法的基本原理与计算流程,比较两种算法的结果,并基于全球和区域完好性监测的概念对二者进行分析评价。

避开“健康最差位置”

生活中，日常用品能随意乱摆吗？答案当然是NO!让我们意外的是，很多时候我们觉得摆对了地方，实际上那是“最差的位置”。

基于坐标旋转法的最差用户位置算法研究

最差用户位置WUL(Worst User Location)是空间信号完好性参数计算过程中的一个重要部分,针对传统WUL计算方法存在的搜索效率低的问题,研究了一种改进的临界圆算法。改进的算法基于坐标旋转公式,通过坐标旋转使目标点与已知点处于同一平面上,减少了由于点不共面而产生的迭代次数,提高了搜索效率。以GPS为例,使用IGS(International GPS Service)提供的GPS导航电文和精密星历数据对改进的临界圆算法进行仿真验证。结果表明,改进的临界圆算法搜索次数远小于传统的临界圆法,搜索效率得到提升。

融合多策略的增强海鸥优化算法

针对海鸥优化算法(SOA)求解精度低、种群多样性差、易陷入早熟收敛的缺点,提出了一种融合多策略的海鸥优化算法(ESOA)。首先,在每次迭代的过程中,引入改进的自适应差分变异策略,对单个海鸥个体进行差分变异操作并通过自适应机制扩大海鸥的全局搜索范围及提高种群的多样性;其次,设置了基于粒子群算法的机制来处理最差的海鸥个体位置;最后,针对海鸥的最优位置,采用了动态透镜映射的策略增加算法跳出局部最优的能力。采用CEC2017测试函数中的14个函数作为基准测试函数,将ESOA与麻雀算法(SSA)、飞蛾扑火算法(MFO)、灰狼算法(GWO),以及改进的GSCSOA、CCSOA进行性能对比。实验结果表明ESOA在统计学意义上具有显著的性能优势。

Galileo完好性系统中WUL算法分析与改进

为了提高最差用户位置算法的可用性,提出了一种改进的临界圆算法.阐述了最差用户位置算法存在搜索效率低的缺点,严重制约了其在完好性监测中的应用.针对传统最差用户位置算法搜索效率低的缺点,在临界圆法的基础上,通过揭示了星下点、轨道误差向量与最差用户位置之间的关系,增加了最差用户位置搜索的几何约束,提出了一种改进的临界圆算法,提高了最差用户位置的搜索效率.最后以GPS为例,通过算例验证,在限差设为10 m的情况下,改进临界圆法对最差用户位置的搜索次数为2次,相较于传统临界圆法的28次,搜索效率上有了很大提高.

Galileo系统完好性参数SISMA的影响因素分析

根据Galileo系统的完好性概念,空间信号误差(SISE)是由卫星星历和卫星钟差引起的距离域上的最大误差。SISMA是空间信号监测精度,SISE真实值和SISE估计值之差服从一个分布,这个分布将由高斯分布的最小标准偏差限定,即为SISMA[2]。从SISMA的计算公式看,决定其结果的因素有3个:1)最差用户位置单位矢量ajWUL;2)监测站观测卫星的几何条件;3)协方差阵对角元素的取值。因此本文将通过改变这3个条件完成3个试验,将试验结果进行比对分析,判断这3个因素对SISMA结果的影响。

ON ANALYSIS METHOD FOR INFRARED MULTI-SITES SYSTEM PERFORMANCE

The calculation method about infrared multi-sites passive system location is introduced based on the principle of the weighted least square method, and the variance matrix of estimated error is offered. Through deduction, it can be found out that treated appraise precision can be directly analyzed and deduced without carrying out real measure and reaching estimation value. The simulation result shows that the system performance based on the weighted least square method is much better than the traditional passive location method, and it can be also used for reference to the research of the location algorithm of similar system.

Galileo完备性系统中WUL算法研究

本文详细分析了Galileo系统中WUL的计算步骤,首先把WUL点从空间固定到球体的一个大圆,确定出WUL在球体上的坐标,进而利用椭球和球之间的关系,把WUL点转化到椭球面上,最后通过实例进行分析可知,在相同误差不同的卫星位置之下,该WUL算法计算出的WUL距离误差都在厘米级且变化范围较小,最大差异为1.6cm;在同一卫星同一轨道位置不同的轨道误差之下,计算出的WUL的距离误差变化较小,最大值和最小值之差为0.36cm,进而可知该WUL算法得出的距离误差具有数值稳定性且精度较高,能够满足WUL的计算要求。