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题目:陆基伪卫星布设仿真平台研究

关键词:数字高程模型(DEM);伪卫星;可见星;水平精度因子;小生境遗传算法;人机交互

  摘要

随之全球导航卫星系统(GNSS)的发展,人们对定位有效性和准确性的要求越来越高。但是由于GPS等导航系统在特殊环境下(如室内,地下,山区等)应用的局限性,伪卫星技术的研究已经涉及到越来越多的领域。例如,飞机着陆导航,水下导航,船舶停靠导航,室内导航等。但是大部分研究着力于伪卫星接收机、信号格式等方面的设计,其仿真也大多针对平面地形。本文以九寨沟景区为例,针对具体的复杂地形对陆基伪卫星的布设进行了研究,主要包括以下几个方面:1.获取具体地区的数字高程模型(DEM, Digital Elevation Model)。在确定目标区域的经纬度范围后,下载SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)数据,运用相应的软件,对数据进行处理,获得所需分辨率的DEM数据。2.针对具体地形的可见星分析。首先采用基于参考面的可视域算法,分析目标区域具体某点的可视域,以此来作为后续分析可见性的依据;然后设计了一种复杂地形环境下计算障碍物仰角的方法,以此分析可见星的情况。3.水平精度因子(HDOP, Horizontal Dilution Of Precision)计算。在获得了可见星的情况后,对目标区域的HDOP进行计算,进一步量化该区域的定位精度,同时筛选出不满足定位要求的区域,在布设伪卫星时进行重点覆盖。4.伪卫星选址。采用基于罚函数的小生境遗传算法,求解目标区域内布设伪卫星的位置,使不满足定位要求的区域尽量缩小,同时限定伪卫星之间的距离不能低于600m。5.仿真平台设计。利用Visual C++将上述功能以人性化的界面操作呈现。