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本文针对GPS控制网中基线优化技术、测量时间与基线质量的关系、GPS网优化设计及坐标转换等问题展开研究,论文的主要贡献有以下几点;1.总结了基线质量的评定指标,分析了基线解算方式、对流层模型的选取及GPS星历等对基线质量的影响,得出了一些有益的结论。 2.分析和研究了影响基线解算质量的主要因素,并结合实例,阐述了GPS基线解算的优化技术及方法。 3.研究了观测时间与GPS网质量之间的关系。结果表明,总体而言,增加观测时间,不仅可以提高GPS控制网精度和可靠性,而且可以改善GPS基线结果的稳定性。然而,对于个别基线,受到各种误差因素的影响,增加测量时间可能会使基线解的质量出现不稳定性。对于国家C级以下的GPS控制网,采用双频接收机,一小时的测量时间一般即可满足GPS控制网的精度及可靠性要求。 4.估计GPS点位精度的关键是对基线向量协方差的估计。本文采用Pinnacle软件对西宁地区某GPS控制网大量的基线进行解算,通过对基线结果的分析,找出了GPS基线协方差内在关系的规律性,并拟合出了基线向量协方差内在关系的方程式。利用该式对实测的GPS控制网点位精度进行估计,结果表明,该式可较理想地估计出GPS点位精度。 5.分别采用七参数和九参数模型对VLBI数据和GPS数据进行坐标转换,结果表明,VLBI与GPS的符合精度小于1dm,两种技术所获得的坐标在尺度上的差异很小,七参数的转换结果更优。 ***-84坐标与地方独立坐标系常常存在着较大的旋转参数,针对这种情况,本文分析了旋转参数对线性化坐标转换模型影响的大小,提出了利用rosenbrock法求定坐标转换参数的一种新方法。通过模拟数据表明,该方法能有效地消弱布尔莎模型线性化带来的模型误差,提高坐标转换的精度。

关键词： GPS控制网基线解算质量控制协方差坐标转换尺度参数 rosenbrock法

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改进的分布估计算法及其在优化设计中的应用

改进的分布估计算法及其在优化设计中的应用

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作者：张丹太原科技大学

学位级别：硕士

优化设计已经成为一门独立的学科,并且逐渐地渗透在各个行业中.优化设计发展初期使用的手段是传统优化算法,随着群智能进化算法的发展,如今,越来越多的群智能算法应用在优化设计中,分布估计算法作为一种基于概率模型的群进化算法,有着... 详细信息

优化设计已经成为一门独立的学科,并且逐渐地渗透在各个行业中.优化设计发展初期使用的手段是传统优化算法,随着群智能进化算法的发展,如今,越来越多的群智能算法应用在优化设计中,分布估计算法作为一种基于概率模型的群进化算法,有着较强的全局搜索能力,但是该算法后期容易对解空间过于依赖,使得进化较慢,本文创新点是对MIMIC算法进行改进,提出两种有效的,可行的,求精能力强的算法,将改进后的算法应用在两个简单优化设计实例中,体现出改进后的算法在实际应用中的价值,为解决优化设计问题提供了一种新的思路和方法.本文的主要工作:在MIMIC算法进化过程中加入了局部搜索能力强的模式搜索法,提出一种结合模式搜索法的混合MIMIC算法.算法是在种群进化过程中,在当前群体里随机选取若干点作为初始点,进行模式搜索,将得到的个体作为新群体的一部分增加种群的多样性.利用算法对六个测试函数进行测试,通过三个性能指标,即固定进化代数内的最优值,到达确定阈值时的进化代数和达标率验证改进后的算法是有效的,可行的,求精能力有所改进的算法.并通过不同维数下MIMIC算法和改进后的算法结果的比较,得到维数越高,MIMIC算法和改进后的MIMIC算法的寻优能力越低,说明函数的复杂度对算法的收敛能力有影响,但是维数越高,改进后的MIMIC算法的优势越明显.在MIMIC算法种群进化过程中加入旋转方向法,提出一种结合旋转方向法的混合MIMIC算法.算法是在MIMIC算法选择完优势群体后,在当前群体中随机选取若干点作为初始点进行旋转方向法搜索,将得到的个体作为新群体中的一部分,改善种群进化后期个性差异较小的不足之处.通过测试函数测试其性能,得到改进后的算法既结合了MIMIC算法全局搜索能力强的优势,又结合了旋转方向法局部求精能力强的优势,且算法不要求目标函数必须可导,是解决目标函数不可导或者求导麻烦的一种有效的算法.将结合旋转方向法的混合MIMIC算法应用在蜗杆传动模型中,寻找合适的蜗杆头数,模数,直径系数使得蜗轮齿圈体积最小,优化结果表明改进后的算法最优值和进化代数小于标准MIMIC算法,将得到的结果进行圆整,并与常规优化设计相比,体积减少了31%,说明改进后的算法在蜗杆传动模型中是可行的.将结合模式搜索法的混合MIMIC算法应用在焊接梁模型中,这是一个最小化总费用问题,将改进后的算法的优化结果与标准MIMIC算法的结果以及已知的两种算法的结果相比较,改进后的算法结果明显小于其他算法,表明改进后的算法在焊接梁优化设计中是有效的.

关键词：分布估计算法 MIMIC算法模式搜索法 rosenbrock法优化设计蜗杆传动模型焊接梁模型

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