[发明专利]一种面向ARAIM应用的低轨卫星增强系统星座配置优化方法

权利要求书

1.一种面向ARAIM应用的低轨卫星增强系统星座配置优化方法，其特征在于，所述方法包括如下方法步骤：

步骤1、确定完好性风险和连续性风险均等分配的情况下，遍历所有子集解和故障模式后的垂直保护级，以及确定低轨卫星星座配置参数的约束条件，

步骤2、确定低轨卫星星座配置的参数x₁、x₂、x₃、x₄的目标函数，剔除异常的垂直保护级的计算值，筛选参数x₁、x₂、x₃、x₄的初始种群，

其中，参数x₁为轨道倾角，参数x₂为轨道高度，参数x₃为升交点赤经起始值参数，参数x₄平近点角起始值；

步骤3、对低轨卫星星座配置的参数x₁、x₂、x₃、x₄的目标函数进行适应度计算；

步骤4、经过筛选出参数x₁、x₂、x₃、x₄的初始种群后，从第二代种群开始，将父代种群与子代种群合并形成新子代种群，进行快速非支配排序，对每个非支配层中的个体进行拥挤度计算，对个体进行随机配对，并在配对的两个个体间进行遗传算法的交叉操作；

步骤5、父代种群与子代种群合并形成新子代种群后，对新子代种群进行最优保存策略选择，以及局部最优选择，筛选出目标函数的最大值作为最优子代，

重复步骤4，直至遗传代数小于最大遗传代数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述垂直保护级表述为：

VPL_q＝max((VPL₀)_q,max((VPL_i)_q)，其中，VPL₀为无故障条件下垂直保护级，为全可见星子集下无故障模式的完好性和连续性风险值，为投影矩阵，b_int,n为第n颗卫星的最大标称偏差；

VPL_i为不超过最大偏差下第i个故障模式的测量偏差对应的垂直保护级，D_i,q为检测阈值；

其中，G为伪距观测方程中的几何矩阵，W_INT为有关完好性的固定误差假设模型参数，M_i为一个N_sat*N_sat大小的单位矩阵，N_sat为可见卫星数目，q是表示第q个样本点，

伪距观测方程中的几何矩阵G中包含低轨卫星星座配置的参数x₁、x₂、x₃、x₄；

所述低轨卫星星座配置参数的约束条件表述为：其中，N₀表示低轨星座的轨道面个数，N_SO表示每个轨道面上卫星的个数，N_C为相位参数，N_C∈[1，N₀]，Ω表示升交点赤经，M表示平均近点角，其中i表示第i个轨道面，j表示第j颗卫星。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中低轨卫星星座配置的参数x₁、x₂、x₃、x₄的目标函数表述为：

其中，F_VPL(x₁)表示垂直保护级VPL是参数x₁的函数，F_VPL(x₂)表示垂直保护级VPL是参数x₂的函数，F_VPL(x₃)表示垂直保护级VPL是参数x₃的函数，F_VPL(x₄)表示垂直保护级VPL是参数x₄的函数。