[發明專利]全球衛星導航系統星間鏈路虛實結合試驗驗證方法

有效

• 申請號: 201710045148.0
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106896379B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 楊俊;黃文德;郭熙業;馮旭哲;陳建云;周永彬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;H04L12/24
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

1.一種全球衛星導航系統星間鏈路虛實結合試驗驗證方法，其特征在于，步驟為：

S1：通過地面站模擬與在軌衛星具有相同功能的衛星，作為物理虛星，物理虛星與在軌衛星之間的測量與通信鏈路構成物理星間鏈路；通過仿真模擬其它未在軌的衛星，作為仿真虛星，仿真虛星之間的測量與通信鏈路構成虛擬星間鏈路；

S2：將虛擬星間鏈路和物理星間鏈路集成，組成整網運行的虛實結合的星間鏈路網絡；

S3：利用虛實結合的星間鏈路網絡進行星間組網試驗，完成對GNSS星間鏈路組網功能和性能的驗證；

所述步驟S1的具體流程為：

S101：根據實際在軌衛星軌道和地面站布局，計算地面站與在軌衛星的可見性，確定試驗時間區間；

S102：根據實際在軌衛星及GNSS星座設計方案生成所有衛星試驗時間區間內的軌道和鐘差數據；

S103：根據實際在軌衛星與未在軌衛星的可見關系和星間路由策略，建立星間鏈路建鏈規劃表與路由表；

S104：根據步驟S103形成的星間鏈路建鏈規劃表與路由表，將與實際在軌衛星建鏈的未在軌衛星分配給地面站，形成物理虛星網；未與實際在軌衛星建鏈的衛星自動構成仿真虛星網。

2.根據權利要求1所述的全球衛星導航系統星間鏈路虛實結合試驗驗證方法，其特征在于，所述星間組網試驗包括組網通信路由策略、工作體制、通信協議、星間雙向測量、自主導航、星間/星地聯合定軌與時間同步。

3.根據權利要求1所述的全球衛星導航系統星間鏈路虛實結合試驗驗證方法，其特征在于，所述步驟S2中，將步驟S104形成的物理虛星網和仿真虛星網通過天地一體、軟硬協同技術進行集成，形成虛實結合的星間鏈路網。

4.根據權利要求1所述的全球衛星導航系統星間鏈路虛實結合試驗驗證方法，其特征在于，所述步驟S3中，利用步驟S2形成星間鏈路網，進行星間鏈路整網通信性能評估、星間/星地雙向測量精度分析、衛星自主導航性能評估、星地聯合定軌與時間同步精度評估試驗，測試星間鏈路通信與測量功能及性能；最終，綜合各次試驗結果，對GNSS星間鏈路關鍵技術指標進行評估。

5.根據權利要求4所述的全球衛星導航系統星間鏈路虛實結合試驗驗證方法，其特征在于，所述星間組網試驗的具體步驟為：

S10：根據GNSS星間鏈路所有的組網研制功能需求，對照有限功能形成試驗用例，并量化試驗用例，得到有限狀態集合；

S20：取得由步驟S10中得到的Fs集合的子序列，設置GNSS系統初始狀態，然后向系統輸入；

S30：接收GNSS系統的輸出，驗證系統的變遷過程以及確認新狀態；

S40：按照試驗任務指標，測試星間鏈路功能及性能；

S50：重復步驟S20到步驟S40，試驗驗證所有的GNSS星間鏈路功能項，直到所有功能用例都試驗完成。

6.根據權利要求1或2所述的全球衛星導航系統星間鏈路虛實結合試驗驗證方法，其特征在于，所述步驟S3中，先構建鏈路組網虛實結合地面試驗驗證系統；其中，試驗星、地面站承擔的物理虛星以及全球衛星導航系統仿真軟件構建的仿真虛星共同構造一個完整的GNSS星座，并與其它地面站和特殊用戶構建一個GNSS整網閉環運行環境；還包括：

時間同步設備，用來在開展試驗時，保證各GNSS子系統的時間一致；

監控設備和控制中心，采用集中式管理技術實現對整個GNSS系統的控制和監測；

分析和存儲設備，用來完成對星間鏈路試驗要素和試驗指標的統計分析，并對試驗數據以及試驗結果進行保存。

7.根據權利要求1或2所述的全球衛星導航系統星間鏈路虛實結合試驗驗證方法，其特征在于，所述步驟S3中，構建GNSS星間鏈路仿真測試與分析評估系統，所述GNSS星間鏈路仿真測試與分析評估系統包括試驗任務管理與可視化子系統、網絡數據分析與存儲子系統、星間鏈路數學仿真子系統、星間鏈路網絡協議仿真子系統、星間鏈路網絡協議棧子系統、試驗衛星數據交互子系統、時間基準與同步子系統這七個子系統。