[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

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。本發明具有能夠降低系統的建設風險、減少試驗成本、達到試驗驗證效果等優點。

技術領域

本發明主要涉及衛星導航及其應用領域，特指一種全球衛星導航系統星間鏈路虛實結合試驗驗證方法。

背景技術

星間鏈路(Inter-Satellite Link，ISL)即連接衛星之間的通信與測量鏈路，主要由無線電發射和接收等設備組成。導航衛星星間鏈路用于導航衛星之間的雙向測距和特定數據交換，能夠有效解決GNSS系統布站受限問題，并提高GNSS系統的可靠性、抗毀滅性，從而增強系統的生存能力。全球主要衛星導航系統提供商美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐洲的Galileo和中國的北斗衛星導航系統都在積極發展星間鏈路系統，并將其作為衛星導航系統發展的技術制高點。

目前，全球衛星導航地面試驗系統主要有YUMA、GNST、GSTB、GATE、GSVF和國內最新提出的衛星導航地面試驗驗證的平行系統等。但這些地面試驗系統主要面向衛星導航系統的導航業務，很少涉及星間鏈路的驗證問題。這使得在全球各大衛星導航系統爭相發展星間鏈路技術的建設階段，研究星間鏈路地面試驗驗證方法及平臺具有重大意義。

GNSS星間鏈路涉及多項關鍵技術，屬于衛星導航系統前沿技術，其理論基礎和核心關鍵技術需要進一步攻關，迭代論證；因此，具備星間鏈路的GNSS系統建設是一個長周期、高風險、高成本的過程；尤其在建設初期(或在試驗星階段)，衛星數量達不到GNSS衛星組網數量要求，不利于開展星間鏈路整網模式下關鍵技術的功能及性能等關鍵指標試驗驗證。在星間鏈路建設部署階段，開展星間鏈路地面試驗，獲取關鍵試驗數據，測試星間鏈路軟硬件平臺、驗證星間鏈路關鍵技術是星間鏈路建設的重中之重。

為提高試驗的覆蓋性并達到試驗目的，GNSS地面試驗系統必須構建一個由空間段、地面段和用戶段組成的整網閉環試驗環境。由于在試驗階段，地面段和用戶段的建設過程也存在滯后性，不能夠保證GNSS組網節點數的要求。因此，地面試驗系統既需要納入現有的試驗星、地面站和用戶資源，同時也需要通過虛擬技術實現對未建設的衛星、地面站和星間鏈路特殊用戶資源的仿真和模擬，構造一個虛實結合的星間鏈路組網地面試驗驗證系統。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種能夠降低系統的建設風險、減少試驗成本、達到試驗驗證效果的全球衛星導航系統星間鏈路虛實結合試驗驗證方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

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。

作為本發明的進一步改進：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。

作為本發明的進一步改進：所述步驟S1的具體流程為：