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基于改进型差分进化的MLAT系统布站方法研究

2021年电子技术应用第8期

胥松寿1，郭歆莹2

1.民航河南空管分局技术保障部，河南郑州450000；2.河南工业大学信息科学与工程学院，河南郑州450000

摘要： 对于多点定位系统的定位精度受基站几何布局影响的问题，提出基于改进型差分进化算法的布站优化方法。基于差分进化算法并适当改进，结合场面多点定位系统的其他条件和限制因素，以几何精度因子GDOP为适应度函数，实现基站优化布站，为系统设计和建设中基站位置的选取提供参考依据。仿真结果表明，该布站优化方法在多点定位系统中可获得较高的定位精度。

關(guān)鍵詞： 多点定位系统 GDOP 差分进化算法最优布站设计定位精度

中圖分類號： TN971.1；TP391
文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200458
中文引用格式： 胥松壽，郭歆瑩. 基于改進(jìn)型差分進(jìn)化的MLAT系統(tǒng)布站方法研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(8)：101-105.
英文引用格式： Xu Songshou，Guo Xinying. Research on station layout of a MLAT system based on improved DE[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(8)：101-105.

Research on station layout of a MLAT system based on improved DE

Xu Songshou1，Guo Xinying2

1.Technical Support Department，Henan Air Traffic Management Bureau，CAAC，Zhengzhou 450000，China； 2.College of Information Science and Engineering，Henan University of Technology，Zhengzhou 450000，China

Abstract： Aiming at the problem that the geometric layout of the base station of multilateration system directly affects the positioning precision of the target, an optimization method of station layout based on an improved Differential Evolution(DE) algorithm is proposed. Based on the DE algorithm and appropriate improvement, combined with other conditions and limiting factors of a multilateration system, the Geometric Dilution Precision(GDOP) is used as the fitness function to optimize the geometric layout of base stations, providing a reference basis for system design and selection of base station locations during construction. Simulation results show that this method of optimizing station placement can obtain higher positioning precision in a multilateration system.

Key words : multilateration system；GDOP；differential evolution algorithm；optimal station；positioning precision

0 引言

場面多點(diǎn)定位(Multilateration，MLAT)系統(tǒng)是一種新式機(jī)場場面監(jiān)視技術(shù)，通過計(jì)算目標(biāo)發(fā)射信號到達(dá)地面中心站和基站的時(shí)間差(Time Difference of Arrival，TDOA)來計(jì)算其空間位置。系統(tǒng)的目標(biāo)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(jìn)化算法應(yīng)用于多點(diǎn)定位系統(tǒng)的最優(yōu)布站設(shè)計(jì)，通過不斷迭代計(jì)算來獲得地面基站的最優(yōu)布站位置。本文對差分進(jìn)化算法進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)，使其在搜索前期有較強(qiáng)的全局探索能力，在后期有較強(qiáng)的局部開發(fā)能力，使之應(yīng)用于多點(diǎn)定位系統(tǒng)站點(diǎn)布局設(shè)計(jì)的工程優(yōu)化問題中，提高了系統(tǒng)定位精度對目標(biāo)位置變化的魯棒性。實(shí)驗(yàn)仿真表明，該布站設(shè)計(jì)方法在多點(diǎn)定位系統(tǒng)中可獲得較高的定位精度。

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作者信息：

胥松壽1，郭歆瑩2

(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(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，河南鄭州450000)

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