[發(fā)明專利]一種導(dǎo)航衛(wèi)星星載原子鐘性能綜合評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110082261.2
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112924994B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宇譜;薛申輝;李博宇;胡彩波;趙鶴;劉峰宇;王威;程夢飛;曹湘君;徐昕誥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍61081部隊(duì)
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 鄒仕娟

本發(fā)明提供了一種導(dǎo)航衛(wèi)星星載原子鐘性能綜合評估方法，用以解決星載原子鐘性能評估指標(biāo)分散、不全面以及無法綜合評估整體狀態(tài)與壽命的問題。所述綜合評估方法，以連續(xù)15天為窗口長度、以1天為步長，移動(dòng)14～17步至當(dāng)前日期；采集每一步時(shí)間段內(nèi)的衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)，得到14～17段衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)，預(yù)處理后計(jì)算當(dāng)前段指標(biāo)計(jì)算數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)有效率和缺失率；當(dāng)數(shù)據(jù)缺失率不大于閾值時(shí)，計(jì)算各項(xiàng)性能；否則，將各項(xiàng)性能置為空；再根據(jù)所有段的各項(xiàng)性能結(jié)果，計(jì)算各項(xiàng)歸算指標(biāo)，基于對各項(xiàng)歸算指標(biāo)分配的權(quán)值，計(jì)算綜合評估結(jié)果。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了不同性能結(jié)果之間優(yōu)略對比及星載原子鐘性能的綜合評估，有效的預(yù)判星載原子鐘性能及其運(yùn)行壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)航衛(wèi)星性能監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)航衛(wèi)星星載原子鐘性能綜合評估方法。

背景技術(shù)

星載原子鐘是以時(shí)間測量為基礎(chǔ)的導(dǎo)航衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要保證導(dǎo)航定位及授時(shí)的準(zhǔn)確性及高精度，需要星載原子鐘處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，因此，需要對原子鐘的性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測及性能評估。對在軌衛(wèi)星的星載原子鐘性能進(jìn)行評估和分析，是掌握星載原子鐘性能和運(yùn)行狀況的一種重要手段。

現(xiàn)有技術(shù)中，導(dǎo)航衛(wèi)星星載原子鐘性能評估方法包括：采用衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)基于頻率準(zhǔn)確度、頻率漂移率、頻率穩(wěn)定度等指標(biāo)從不同角度評估星載原子鐘性能，并且會(huì)側(cè)重于某一項(xiàng)或幾項(xiàng)性能指標(biāo)的評估結(jié)果；此外，在使用衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)時(shí)對數(shù)據(jù)長度沒有明確要求，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后不考慮數(shù)據(jù)缺失及其內(nèi)插結(jié)果對評估結(jié)果的影響，無法對星載原子鐘進(jìn)行全面、及時(shí)、準(zhǔn)確、綜合的性能評估。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，本發(fā)明旨在提供一種導(dǎo)航衛(wèi)星星載原子鐘性能綜合評估方法，用以解決當(dāng)前星載原子鐘性能評估指標(biāo)分散、不全面以及無法綜合評估星載原子鐘的整體狀態(tài)與壽命的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種導(dǎo)航衛(wèi)星星載原子鐘性能綜合評估方法，所述綜合評估方法包括如下步驟：

步驟S1，以連續(xù)15天為窗口長度、以1天為移動(dòng)步長，移動(dòng)14～17步至當(dāng)前日期；采集每一步對應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)的衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)作為一段數(shù)據(jù)，得到14～17段衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)；

步驟S2，對每段衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到14～17段指標(biāo)計(jì)算數(shù)據(jù)，并依次賦予數(shù)據(jù)段號，初次計(jì)算以1作為當(dāng)前段；

步驟S3，計(jì)算當(dāng)前段指標(biāo)計(jì)算數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)有效率；根據(jù)所述有效率計(jì)算數(shù)據(jù)缺失率；當(dāng)數(shù)據(jù)缺失率不大于閾值時(shí)，進(jìn)入步驟S4；當(dāng)數(shù)據(jù)缺失率大于閾值時(shí)，進(jìn)入步驟S5；

步驟S4，計(jì)算當(dāng)前段指標(biāo)計(jì)算數(shù)據(jù)所對應(yīng)的萬秒穩(wěn)、天穩(wěn)、準(zhǔn)確度和漂移率和噪聲水平；轉(zhuǎn)入步驟S6；

步驟S5，將當(dāng)前段指標(biāo)計(jì)算數(shù)據(jù)所對應(yīng)的萬秒穩(wěn)、天穩(wěn)、準(zhǔn)確度和漂移率和噪聲水平的計(jì)算結(jié)果置為空；進(jìn)入步驟S6；

步驟S6，判斷當(dāng)前段段數(shù)K與總段數(shù)M的大小，當(dāng)K≥M時(shí)，進(jìn)入步驟S7；否則，段數(shù)加1，轉(zhuǎn)入步驟S3；

步驟S7，根據(jù)所有段指標(biāo)計(jì)算數(shù)據(jù)的萬秒穩(wěn)、天穩(wěn)、準(zhǔn)確度和漂移率、噪聲水平和數(shù)據(jù)有效率，計(jì)算對應(yīng)的萬秒穩(wěn)歸算指標(biāo)、天穩(wěn)歸算指標(biāo)、準(zhǔn)確度歸算指標(biāo)、漂移率歸算指標(biāo)、噪聲水平歸算指標(biāo)和數(shù)據(jù)有效率歸算指標(biāo)；

步驟S8，基于對各項(xiàng)歸算指標(biāo)分配的權(quán)值，對所有歸算指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和，得到星載原子鐘性能的綜合評估結(jié)果；根據(jù)所述綜合評估結(jié)果，評估星載原子鐘運(yùn)行的整體狀態(tài)并預(yù)判壽命。

作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，步驟S2中對衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)的預(yù)處理，包括：

步驟S21,對每段衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)的非空數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，然后將提取的非空鐘差數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的頻率數(shù)據(jù)，采用改進(jìn)的MAD方法進(jìn)行處理，得到預(yù)處理后的鐘差數(shù)據(jù)，再恢復(fù)鐘差數(shù)據(jù)與其原來時(shí)刻的對應(yīng)關(guān)系，得到中間數(shù)據(jù)；