基于遺傳算法的衛(wèi)星導航系統(tǒng)測距碼設計.pdf

1、隨著衛(wèi)星導航在民用與軍用領域的應用呈指數(shù)級增長,全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)在人們生活的各方各面發(fā)揮著越來越重要的作用。衛(wèi)星導航系統(tǒng)的關鍵指標——距離分辨率和測距精度,主要依賴于其所使用測距碼性能的優(yōu)劣。因此,測距碼的設計一直是衛(wèi)星導航系統(tǒng)的研究重點。當前全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)所使用的測距碼按其產生方式可大致分為兩類,基于線性反饋移位寄存器產生的碼和基于優(yōu)化算法產生的碼。前者易于產生,但只存在于特定碼長,不能滿足未來衛(wèi)星導航的需求;后者可以靈活設計碼長,

2、最為典型的就是Galileo系統(tǒng)所使用的基于遺傳算法產生的Random碼。
　　遺傳算法以自然選擇和遺傳理論為基礎,模擬生物進化過程中發(fā)生的繁殖、交叉和基因突變現(xiàn)象,遵循生物界“適者生存”的法則,進行迭代搜索,并最終獲得全局最優(yōu)解。由于其良好的搜索性能,遺傳算法常用于優(yōu)化問題。而設計測距碼則需要尋求其自相關和互相關的最佳平衡,正是典型的優(yōu)化問題,再加上Random碼具有優(yōu)良的性能,因此本文嘗試利用遺傳算法探索Random碼的設計過

3、程,以期能為我國COMPASS系統(tǒng)測距碼的設計提供一些參考信息。
　　本文介紹了測距碼的功能、傳統(tǒng)測距碼和四大導航系統(tǒng)測距碼的產生方式并簡要分析了其性能,在此基礎上提出了測距碼的設計要求和評價準則。之后介紹了遺傳算法的數(shù)學基礎,包括模式定理和積木塊假設,并深入研究了其基本原理及工作流程。最后根據(jù)測距碼的評價準則設計了遺傳算法的適應度函數(shù),根據(jù)遺傳算法的數(shù)學理論設計了交叉和變異算子,并為遺傳算法產生的序列設計了優(yōu)選方案以保證其優(yōu)良的