[發明專利]衛星導航系統試驗驗證與測試評估數學模型的建立方法

有效

• 申請號: 201710608895.0
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107423508B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 黃文德;楊俊;張利云;胡梅;陳建云;周一帆;孫樂園
• 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: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

一種衛星導航系統試驗驗證與測試評估數學模型的建立方法，其步驟為：S1：以衛星導航系統驗證、設計、建設及應用四個階段的功能、性能驗證/評估為驅動，確定衛星導航系統的驗證/測試與評估項目，形成待測項的驗證/測試與評估方法；S2：根據驅動數據，確定生成驅動數據的衛星導航物理系統或實體；對衛星導航物理系統實體/功能進行抽象，形成系統級仿真模型，該類模型是衛星導航系統試驗驗證與測試評估數學模型體系的基礎；S3：建立衛星導航系統驗證/測試與評估模型、系統級仿真模型后，進行自閉合驗證；對自閉合驗證項及方法進行抽象，形成自閉合驗證模型。本發明具有原理簡單、易實現、效果好等優點。

技術領域

本發明主要涉及到衛星導航系統領域，特指一種衛星導航系統試驗驗證與測試評估數學模型的建立方法，主要是為解決全球衛星導航系統(Global Navigation SatelliteSystem，GNSS)在建設、維護階段對系統主要業務、信息接口、關鍵單機的仿真測試與評估問題，也可用于構建衛星導航地面試驗系統。

背景技術

衛星導航系統一般由空間段、地面段和用戶段三大部分組成，其建設是一個長期、復雜的系統工程。在衛星導航系統的建設過程中，為驗證新的技術體制，以及縮短地面運控系統與空間導航衛星的聯調聯試周期，在衛星導航系統建設完成前，能夠完成系統主要業務、信息接口、關鍵單機的試驗驗證以及系統間的調試，構建一個近乎真實的衛星導航仿真系統是非常必要的。

空間段由數十顆按照設定星座構型排列的衛星組成，為導航用戶提供時間基準和空間基準。近年來，隨著GNSS系統對抗的不斷升級，對空間段提出了更多的改進和要求，主要包括星間鏈路技術的引進、多系統廣域差分與完好性的提升、自主導航技術的增加等。在衛星導航系統建設和系統改進前，對新技術體制進行充分的、全方位的測試和驗證，可以盡可能的縮短空間段的建設和系統改進過程，降低人力資源和資金資源的耗費。

地面段主要由一個主控站、數個注入站和監測站組成，是衛星導航系統的管理控制和數據處理中心，其控制指令的正確性及數據處理精度、關鍵單機的性能都將直接影響整個衛星導航系統的功能和性能指標。因此，無論是在衛星導航系統的建設過程中，還是在系統應用過程中，都需要對地面段，尤其是主控站的功能和性能進行全方位、多層次的優化論證和試驗驗證。

用戶段主要包括種類眾多、形式多樣的導航終端設備，是衛星導航系統應用的最終體現。隨著衛星導航的應用推廣，導航終端設備已廣泛地應用于軍事領域和人們的日常生活中。為保證導航終端設備應用的可靠性和正確性，在投入使用前需對其主要功能和性能進行單項指標測試和綜合測試。

針對上述衛星導航系統的功能、性能驗證/測試與評估需求，理論上可采用真實衛星導航系統進行試驗，但出于經濟、安全、可能性及試驗重復性方面的考慮，人們往往不希望直接在真實衛星導航系統上進行試驗，而希望在模型上進行試驗；此外，在衛星導航導航系統尚未建成前，為預見其性能，驗證方案設計的可行性，用真實系統進行試驗也是不可能的。因此，在衛星導航系統的驗證、設計過程中，能夠完成系統初期設計、新的技術體制的驗證，在衛星導航系統建設完成前，能夠完成系統性能的試驗驗證評估，系統主要業務、信息接口、關鍵單機的測試與評估，以及在系統應用過程中，能夠對系統的功能、性能進行監測評估，建立完善的衛星導航系統試驗驗證與測試評估數學模型體系，進而構建一個近乎真實的衛星導航仿真評估系統是非常必要的。

現有的衛星導航系統指標體系主要是針對系統性能的評估指標和評估方法而建立的系統性能分級控制指標體系，建立的指標體系覆蓋范圍有限，且僅說明了針對衛星導航系統性能的評估指標及其評估方法，并未建立完成系統性能評估所需的仿真模型及保證系統性能評估方法有效性的驗證模型，即未建立完善的系統性能評估體系。現有的衛星導航系統數學模型基本均為針對單個因素建立的數學模型，適用性并未說明。因此，針對衛星導航系統試驗驗證與測試評估尚未建立完善、明確的數學模型體系。

發明內容