一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法与流程

文档序号：11063018阅读：来源：国知局

技术特征：

1.一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，根据卫星导航系统的星座值α_k,n和服务可用性A_service，利用服务可用性计算公式，得到星座状态概率；

步骤二，利用星座状态概率计算公式，得到单星信号可用性p；

步骤三，根据单星信号可用性p和服务连续性C_service，利用服务连续性计算公式，得到可见卫星中断的条件概率；

步骤四，利用可见卫星中断的条件概率计算公式，得到单星信号连续性c；

步骤五，根据单星信号连续性c，利用单星信号连续性c与短期非计划中断的平均间隔时间MTBO_stu的关系式，计算得到MTBO_stu，实现将服务连续性C_service分配至短期非计划中断的平均间隔时间MTBO_stu；

步骤六，根据空间信号无故障漏警概率P_ffmd、空间信号超差漏警概率P_md和服务完好性风险I_service，利用服务完好性风险计算公式，得到空间信号完好性风险P_sis，再根据可视卫星数N，利用空间信号完好性风险P_sis与单星信号完好性风险P_sat之间的关系式，计算得到P_sat；

步骤七，根据单星信号漏警概率P_mdsat和单星信号完好性风险P_sat，计算得到单星信号软故障概率P_soft，进一步得到软故障引起的中断平均间隔时间MTBO_soft，实现将服务完好性风险I_service分配至软故障引起的平均中断间隔时间MTBO_soft；再根据步骤五中的短期非计划中断平均间隔时间MTBO_stu，进一步得到硬故障引起的平均中断间隔时间MTBO_hard，实现将服务完好性风险I_service分配至硬故障引起的平均中断间隔时间MTBO_hard；

步骤八，根据步骤二中的单星信号可用性p，在长期中断平均间隔时间MTBO_lt和恢复时间MTTR_lt、短期计划中断平均间隔时间MTBO_sts和恢复时间MTTR_sts、短期非计划中断平均间隔时间MTBO_stu基础上，得到短期非计划中断平均恢复时间MTTR_stu，实现将服务可用性A_service分配至短期非计划中断平均恢复时间MTTR_stu；

步骤九，根据短期非计划中断平均间隔时间MTBO_stu和平均恢复时间MTTR_stu，对卫星导航系统进行中断设计，使得卫星导航系统短期非计划中断满足平均间隔时间为MTBO_stu和平均恢复时间为MTTR_stu。

2.如权利要求1所述的一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，其特征在于，所述步骤一中，根据卫星导航系统的星座值α_k,n和服务可用性A_service，其中M为星座中的卫星总数，为N颗卫星中有k颗卫星故障的所有组合数，α_k,n为第n种组合情况下的星座值，利用服务可用性计算公式得到第n种组合情况下的星座状态概率P_k,n。

3.如权利要求2所述的一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，其特征在于，所述步骤二中，星座状态概率计算公式为其中p_n,m为第n种组合下第m颗工作卫星的信号可用性，m从1取至(N-k)，(1-p_n,i)为第n种组合下特定的第i颗故障卫星的故障概率，i的取值为N-k+1取至N，共k种情况。

4.如权利要求3所述的一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，其特征在于，所述步骤三中，根据单星信号可用性p和服务连续性C_service，利用服务连续性计算公式得到可见卫星中断的条件概率Q_i’,x，为初始阶段有共i’颗卫星可见的基础上，在预设的规定时间内又有x颗卫星中断的条件概率，其中N为卫星导航系统的用户可视的卫星数，m为满足服务连续性的最低卫星数，P_i’为卫星导航系统的用户可视i’颗卫星的状态概率，为在共i’颗卫星可见基础上，在规定时间内又有x颗卫星中断的平均可用性，为在i’颗卫星中有x颗卫星中断的组合数；A_n(l,t)为在观测时刻t时刻，观测位置l位置处的服务可用性，其中bool()为布尔函数。

5.如权利要求4所述的一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，其特征在于，所述步骤四中，可见卫星中断的条件概率计算公式为其中c为单星信号连续性。

6.如权利要求5所述的一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，其特征在于，所述步骤五中，根据单星信号连续性c，利用公式计算得到短期非计划中断的平均间隔时间MTBO_stu，其中T为单星信号连续性的单位时间。

7.如权利要求6所述的一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，其特征在于，所述步骤六中，根据空间信号无故障漏警概率P_ffmd、空间信号超差漏警概率P_md和服务完好性风险I_service，利用服务完好性风险计算公式I_service＝P_ffmd(1-P_sis)+P_mdP_sis，得到空间信号完好性风险P_sis，再根据可视卫星数N，利用公式得到单星信号完好性风险P_sat；

其中，P_ffmd为空间信号无故障时发生定位误差超限但接收机漏警的概率，P_md为空间信号故障时发生定位误差超限且接收机漏警的概率，单星信号完好性风险P_sat描述了卫星信号提供信息正确性的信任程度。

8.如权利要求7所述的一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，其特征在于，所述步骤七包括如下具体步骤：

步骤7.1，根据单星信号漏警概率P_mdsat和单星信号完好性风险P_sat，利用公式P_sat＝P_mdsatP_soft，得到单星信号软故障概率P_soft，其中P_mdsat为卫星信号精度超出完好性告警限值而未及时发布告警的概率；

步骤7.2，根据规定时间T和单星信号软故障概率利用得到软故障引起的中断平均间隔时间MTBO_soft，其中T为单星信号完好性风险的单位时间，软故障是指卫星信号播发正常但信号精度不满足使用要求；

步骤7.3，根据步骤五中的短期非计划中断平均间隔时间MTBO_stu，结合软故障引起的中断平均间隔时间MTBO_soft，利用公式1/MTBO_stu＝1/MTBO_soft+1/MTBO_hard，得到短期硬故障引起的平均中断间隔时间MTBO_hard，其中硬故障是指卫星信号播发故障。

9.如权利要求8所述的一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，其特征在于，所述步骤八包括如下具体步骤：

步骤8.1，根据单星信号可用性公式p＝MTBO/(MTBO+MTTR)，其中MTBO和MTTR为卫星中断的平均间隔时间和恢复时间，而卫星中断又分为长期中断、短期计划中断、短期非计划中断三类，根据下列计算公式：

$<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>B</mi> <mi>O</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>B</mi> <msub> <mi>O</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>B</mi> <msub> <mi>O</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>t</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>B</mi> <msub> <mi>O</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>t</mi> <mi>u</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>T</mi> <mi>R</mi> <mo>=</mo> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>B</mi> <mi>O</mi> <mo>(</mo> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>T</mi> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>/</mo> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>B</mi> <msub> <mi>O</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>T</mi> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>t</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>/</mo> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>B</mi> <msub> <mi>O</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>t</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>T</mi> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>t</mi> <mi>u</mi> </mrow> </msub> <mo>/</mo> <mi>M</mi> <mi>T</mi> <mi>B</mi> <msub> <mi>O</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>t</mi> <mi>u</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>$

其中，MTBO_lt和MTTR_lt为长期中断的平均间隔时间和恢复时间，MTBO_sts和MTTR_sts为短期计划中断的平均间隔时间和恢复时间，MTTR_stu为短期非计划中断的平均恢复时间；

步骤8.2，根据卫星设计寿命得到长期中断的平均间隔时间MTBO_lt，根据卫星发射、在轨测试及联调时间得到恢复时间MTTR_lt；根据卫星维护操作的频次得到短期计划中断的平均间隔时间MTBO_sts，根据每次执行卫星维护操作的时间得到恢复时间MTTR_sts；

步骤8.3，根据步骤二中的单星信号可用性p，在长期中断平均间隔时间MTBO_lt和恢复时间MTTR_lt、短期计划中断平均间隔时间MTBO_sts和恢复时间MTTR_sts、短期非计划中断平均间隔时间MTBO_stu基础上，得到短期非计划中断平均恢复时间MTTR_stu，实现将服务可用性分配至短期非计划中断平均间隔时间MTBO_stu和平均恢复时间MTTR_stu。

完整全部详细技术资料下载

当前第2页1 2 3