基于改进离散粒子群算法的索星卡选星仿真系统研究

摘要

天文航海是航海学中重要的一个分支，利用天文航海技术进行船舶定位在航海实践中是必不可少的一部分。天文航海主要研究的是船舶在航行过程中利用天体位置进行导航，主要涉及有选星和计算船位等。天文航海在选星和计算船位过程中都需要人工操作，在利用索星卡选星过程中往往是根据经验进行选择，易出现偏差，同时需查取各项天文计算表册并计算船舶位置，计算过程繁琐并且精度较小，效率低且容易出现错误。 天文航海虽然存在很多不足之处，但是它不受任何其他声波或者电磁波的干扰，具有一定的隐蔽性和抗干扰性，目前为止一直都在沿用，尤其是船舶驾驶员在考取适任资格证书时将天文航海列为主要的课程进行学习。天文航海为人类的文明做出了巨大的贡献，它所具有的优势是其他航海导航设备所不能取代的。 针对现有的天文航海技术存在的不足之处，本文设计了基于改进离散粒子群算法的索星卡选星仿真系统，可以快速精确的选取一组合适的星体进行船舶定位。首先在Microsoft Visual C++平台下运用OpenGL对索星卡可视化，利用MySQL数据库管理系统依据2016年的《The Nautical Almanac》进行后台数据库搭建存储数据；其次根据船舶在航行过程中对星体选择的要求建立选星数学模型，通过改进的离散粒子群算法求解优化模型得出最优的三颗恒星；最后利用Microsoft Visual C++将各部分进行整合建立索星卡选星仿真系统软件，该软件能够实现自动选星并将选择的星体显示在索星卡界面上，并且可以显示恒星视位置表以及计算出所选星体的高度和方位。通过利用仿真系统软件进行验证，其最终结果说明所建立的选星模型具有可行性和有效性，因此该系统在天文航海中具有一定的应用价值。

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