Н.И. Петухов1, Д.В. Царегородцев2, Р.С. Куликов3, А.П. Малышев4

1−4 Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Москва, Россия)

Постановка проблемы. В настоящее время актуальна задача минимизации числа опорных точек (ОТ) позиционной локальной навигационной системы (ЛНС) внутри помещений и оптимизации их размещения по критерию обеспечения среднего по пространству геометрического фактора не хуже заданного. Насколько известно авторам, такая задача ставится и решается впервые.

Цель. Предложить приближенное численное решение задачи определения мест размещения ОТ ЛНС и минимизации их числа на основе генетического алгоритма.

Результаты. Представлен алгоритм решения задачи оптимизации размещения ОТ ЛНС. Проведена оценка эффективности предложенного алгоритма путем моделирования размещения различного числа ОТ дальномерной ЛНС в помещениях различной конфигурации и сравнения полученного результата с квазиоптимальным результатом полного перебора всех возможных размещений ОТ ЛНС. Рассмотрена возможность применения данного алгоритма для решения поставленной задачи и построения на его основе инструмента автоматизации процесса проектирования позиционных ЛНС с целью сокращения времени проектирования и стоимости инфраструктуры.

Практическая значимость. Предложенный алгоритм может использоваться как основа перспективного инструмента автоматизации проектирования ЛНС для сокращения срока проектирования и оптимизации стоимости инфраструктуры ЛНС при заданном качестве координатных определений.

Петухов Н.И., Царегородцев Д.В., Куликов Р.С., Малышев А.П. Применение генетического алгоритма для определения мест размещения опорных точек локальной навигационной системы и минимизации их числа // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 9. С. 27−40. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202109-03

1. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Радиотехника. 2010.
2. ГЛОНАСС. Модернизация и перспективы развития. Монография / Под ред. А.И. Перова. М.: Радиотехника. 2020
3. Holland J.N. Adaptation in Natural and Artificial Systems. Ann Arbor, Michigan: Univ. of Michigan Press. 1975
4. Goldberg D. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning. Massachusetts: Addison-Wesley. 1989. ISBN 0201157675.
5. Гладков Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы: Учеб. пособие / Под ред. В.М. Курейчика. Ростов-наДону: ООО «Ростиздат». 2004.
6. Панченко Т.В. Генетические алгоритмы: Учеб.-методич. пособие / Под ред. Ю.Ю. Тарасевича. Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет». 2007.
7. Перов А.И., Устинов А.Ю. Обобщенный геометрический фактор в радионавигационных системах с использованием псевдоспутников // Радиотехника. 2015. № 12. С. 101−110.
8. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016613197 (РФ). Программа для оценки геометрического фактора спутниковой радионавигационной системы с учетом локального функционального дополнения псевдоспутников: № 2016610533: заявл. 27.01.2016: опубл. 21.03.2016 / А.Ю. Устинов, А.И. Перов; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ».
9. Ash Joshua N, Moses Randolph L. On optimal anchor node placement in sensor localization by optimization of subspace principal angles // IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing. 2008.
10. Suwatthikul Charuwalee, Chantaweesomboon Witsarawat, Manatrinon Supatra, Athikulwongse Krit, Kaemarungsi Kamol. Implication of Anchor Placement on Performance of UWB Real-Time Locating System // IEEE 8th International Conference of Information and Communication Technology for Embedded Systems (IC-ICTES). Chonburi, Thailand. 2017.
11. https://www.sewio.net/the-dilution-of-precision-anchor-geometry/ Доступ 15 августа 2021 г.
12. Солдаткин С.В., Черных С.В., Боев А.Е., Руковишников Н.Н. Разработка приложения по определению геометрического фактора для локальных навигационных систем // Тезисы докладов 27-й Междунар. науч.-технич. конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 11–12 марта 2021 г.). М.: ООО «Центр полиграфических услуг «РАДУГА». 2021. С. 79.