發(fā)布時(shí)間：2020-03-31 05:40

【摘要】：目前,中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為我國自主建設(shè)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,其定位技術(shù)在生活、軍事和科學(xué)研究中起著重要的作用,但由于北斗系統(tǒng)在定位解算時(shí)常常受到各種誤差的干擾,嚴(yán)重影響了北斗的定位精度,僅依靠導(dǎo)航系統(tǒng)本身的處理精度已無法滿足用戶的需求,所以對(duì)于進(jìn)一步提高其定位精度的研究成為了科研界的一大熱點(diǎn)。同時(shí)近幾年來,人工智能迅猛發(fā)展,為解決各類問題提供了智能方案。BP網(wǎng)絡(luò)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的一個(gè)分支,具有良好的數(shù)值映射能力,可以很好地解決非線性問題。而北斗系統(tǒng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與高精度數(shù)據(jù)之間就存在著非線性關(guān)系,因此,利用BP網(wǎng)絡(luò)來擬合兩者之間的關(guān)系函數(shù)可以達(dá)到智能化降低誤差的效果。但是BP網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練過程中易陷入局部最優(yōu)狀態(tài),而無法達(dá)到全局最優(yōu),針對(duì)這一問題,本文利用免疫算法來優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),提高BP網(wǎng)絡(luò)的收斂速度、學(xué)習(xí)效率以及適應(yīng)能力,使其成為性能更為優(yōu)越的智能算法。本文所設(shè)計(jì)的基于北斗的智能化精確定位系統(tǒng)本質(zhì)就是先通過具有高效記憶能力和全局最優(yōu)搜索能力的免疫算法來訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)參數(shù),從而構(gòu)造一個(gè)性能優(yōu)越的BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),然后利用此結(jié)構(gòu)對(duì)北斗實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,最終使處理后的定位數(shù)據(jù)逼近精確坐標(biāo)值,實(shí)現(xiàn)智能化誤差修正,提高定位精度。本文主要的研究工作有:(1)首先對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行簡要概述,分析總結(jié)出帶有誤差的定位坐標(biāo)與精確坐標(biāo)之間的關(guān)系模型,該模型一般是非線性的。為了使定位實(shí)測(cè)值逼近精確值,降低定位誤差,引出利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能化誤差修正的方法;(2)研究BP網(wǎng)絡(luò)算法的基本原理,并將其應(yīng)用到精確定位系統(tǒng)中。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),北斗數(shù)據(jù)經(jīng)過BP算法處理,定位誤差大大降低,但網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練時(shí)間長且收斂不穩(wěn)定。為此,本文將免疫算法和BP算法結(jié)合,使BP網(wǎng)絡(luò)達(dá)到性能最優(yōu);(3)基于免疫算法的優(yōu)化機(jī)制,設(shè)計(jì)免疫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方案:1)采用具有高效記憶性和全局搜索能力的免疫算法優(yōu)化BP網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值;2)進(jìn)行BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。兩者結(jié)合,得出使網(wǎng)絡(luò)誤差代價(jià)函數(shù)值最小的網(wǎng)絡(luò)模型,并將其應(yīng)用到精確定位系統(tǒng)中。(4)搭建北斗定位接收系統(tǒng),并采集北斗實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),利用Matlab對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行免疫BP網(wǎng)絡(luò)算法處理及仿真。仿真結(jié)果表明:該算法使北斗實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)逼近于精確值,智能地降低了誤差,提高了定位精度。本論文通過對(duì)北斗定時(shí)定位相關(guān)方法的研究,設(shè)計(jì)了一款具有高精度、自適應(yīng)等特點(diǎn)的定時(shí)定位系統(tǒng)。結(jié)果表明,利用免疫BP網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)北斗系統(tǒng)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,可以取得很好的效果,尤其在誤差修正方面,較之傳統(tǒng)的誤差處理方法,該方法更加智能,結(jié)果更加精確。
【圖文】：

將衛(wèi)星時(shí)間、位置等信息提取出來，即可得到衛(wèi)航定時(shí)定位原理定位原理項(xiàng)目的建設(shè)，北斗 號(hào)從零開始建設(shè)，使中國成導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的國家。如今，北斗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的四大服務(wù)提供商之 。同時(shí)北斗定位也從接收信號(hào)就能定位的 RNSS 無源定位。北斗二代位原理類似，，但保留了短報(bào)文通訊功能。其采用離，然而由于信號(hào)在傳輸過程中，往往會(huì)受到周不精確，因而得到的距離也被稱為偽距。如圖顆衛(wèi)星的位置在幾何上就可以計(jì)算得到用戶接

計(jì)算輸出層誤差計(jì)算隱層誤差修正輸出層、隱層的權(quán)值和閾值樣本全部數(shù)據(jù)訓(xùn)練完？結(jié)束NYNY誤差<圖 3.3 BP 算法基本流程圖3.1.3 BP 算法仿真分析本節(jié)為了驗(yàn)證 BP 算法強(qiáng)大的非線性逼近能力，利用 Matlab 對(duì) BP 算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)生成 27 組數(shù)據(jù)。輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)設(shè)為 3 個(gè)，輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)設(shè)為 1 個(gè)。隱含層設(shè)置為兩層，其中第 層和第二層的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)分別為 20 和 40。訓(xùn)練次數(shù)設(shè)置為 50000，精度為 exp( 5)。學(xué)習(xí)速率為 0.01。仿真結(jié)果如圖 3.4 所示：
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN967.1

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本文編號(hào)：2608651