[发明专利]一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法

说明书

本发明公开了一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，包括如下步骤：根据卫星导航系统的星座值和服务可用性，利用服务可用性计算公式，得到星座状态概率；利用星座状态概率计算公式，得到单星信号可用性；根据单星信号可用性和服务连续性，得到可见卫星中断的条件概率，进一步得到单星信号连续性，得到短期非计划中断的平均间隔时间；根据空间信号无故障漏警概率、空间信号超差漏警概率和服务完好性风险，得到单星信号完好性风险，进一步得到软故障引起的中断平均间隔时间，和硬故障引起的平均中断间隔时间；进一步得到短期非计划中断平均恢复时间；根据短期非计划中断平均间隔时间和平均恢复时间，对卫星导航系统进行中断设计。

技术领域

本发明属于卫星导航系统可靠性领域，具体涉及一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法。

背景技术

卫星导航系统是重要的空间基础设施，直接为用户提供全天候、全天时、高精度的服务。建设高可靠的卫星导航系统，核心是实现优质的可用性、连续性和完好性等系统服务性能。中断是直接反映卫星信号健康状况的重要指标，可为系统研制建设提供可靠性依据和指导。

我国北斗卫星导航系统已开通运行，并向全球公布了系统公开服务性能指标，其空间段由三种不同轨道的卫星组成，属于异构复杂混合星座。美国GPS卫星导航系统运用马尔科夫链开展可用性指标分配，该方法适用于同类轨道构成的星座，不能满足异构复杂混合星座的指标分配需求，且无法实现对连续性、完好性指标的分配。如何将北斗卫星导航系统服务可用性、连续性、完好性指标分解为各类中断指标，约束和指导空间段和地面段各系统可靠性设计工作，亟需一种可操作、易实现的指标分配方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，能够实现将系统公开服务的可用性、连续性、完好性指标分解为各类中断指标，从而在卫星导航系统的中断设计中，给出短期非计划中断的设计指标，该指标能够满足系统公开服务的可用性、连续性、完好性的指标要求，进一步提高卫星导航系统的可靠性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种卫星导航系统可用性连续性完好性指标分配方法，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；