【文章概述】 本文介绍了张兆龙、王跃钢、腾红磊等人提出的一种基于遗传算法和BP神经网络的选星方法,应用于BDS(北斗卫星导航系统)/GPS(全球定位系统)组合定位中。选星是组合定位的第一步,对于定位精度和实时性至关重要。传统的选星算法在计算最佳卫星组合时涉及大量矩阵运算,计算量大,实时性低。为解决这一问题,研究者提出了新的选星算法,结合了BP神经网络的预测能力和遗传算法的优化特性。 【BP神经网络】 BP(Backpropagation)神经网络是一种用于训练多层前馈神经网络的方法,常用于非线性数据建模和分类任务。在这个选星算法中,BP神经网络用于预测不同卫星组合的定位精度,即几何精度因子(GDOP)。GDOP是衡量定位误差与卫星位置关系的一个指标,越小表示定位精度越高。 【遗传算法】 遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的全局优化算法,能够搜索解决方案空间,寻找近似最优解。在选星问题中,遗传算法被用来优化卫星组合,通过迭代过程,不断调整卫星组合以降低计算量并提高定位精度。 【算法流程】 通过可见星的仰角进行初步筛选,选取最大和最小仰角的两颗卫星。然后,结合BP神经网络预测各个卫星组合的GDOP,遗传算法在此基础上进行优化,选取GDOP最低的卫星组合,以达到高精度和高效定位的平衡。 【实验与比较】 通过对比使用该算法得到的GDOP和运算时间与传统最小GDOP方法的结果,实验表明该算法显著减少了计算量,同时保持了定位精度,具有良好的实时性和可行性。这解决了传统方法计算量大、实时性不足的问题,对于多系统组合定位的实时应用具有重要意义。 【关键词解读】 1. **组合定位**:结合多个卫星导航系统的定位方式,可以提供更高的定位精度和可用性。 2. **选星算法**:确定最优卫星组合以提高定位效率的过程。 3. **BP神经网络**:一种用于训练神经网络的反向传播算法,用于非线性问题的求解。 4. **遗传算法**:启发式搜索算法,模拟生物进化过程,用于优化问题的求解。 5. **几何精度因子**(GDOP):反映定位精度的参数,取决于卫星的相对位置。 该研究提出的选星算法结合了BP神经网络和遗传算法的优点,旨在提高多系统组合定位的实时性和精度,对于航空航天重力测量等需要高精度定位的领域有显著的应用价值。
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