[发明专利]卫星导航系统试验验证与测试评估数学模型的建立方法

说明书

一种卫星导航系统试验验证与测试评估数学模型的建立方法，其步骤为：S1：以卫星导航系统验证、设计、建设及应用四个阶段的功能、性能验证/评估为驱动，确定卫星导航系统的验证/测试与评估项目，形成待测项的验证/测试与评估方法；S2：根据驱动数据，确定生成驱动数据的卫星导航物理系统或实体；对卫星导航物理系统实体/功能进行抽象，形成系统级仿真模型，该类模型是卫星导航系统试验验证与测试评估数学模型体系的基础；S3：建立卫星导航系统验证/测试与评估模型、系统级仿真模型后，进行自闭合验证；对自闭合验证项及方法进行抽象，形成自闭合验证模型。本发明具有原理简单、易实现、效果好等优点。

技术领域

本发明主要涉及到卫星导航系统领域，特指一种卫星导航系统试验验证与测试评估数学模型的建立方法，主要是为解决全球卫星导航系统(Global Navigation SatelliteSystem，GNSS)在建设、维护阶段对系统主要业务、信息接口、关键单机的仿真测试与评估问题，也可用于构建卫星导航地面试验系统。

背景技术

卫星导航系统一般由空间段、地面段和用户段三大部分组成，其建设是一个长期、复杂的系统工程。在卫星导航系统的建设过程中，为验证新的技术体制，以及缩短地面运控系统与空间导航卫星的联调联试周期，在卫星导航系统建设完成前，能够完成系统主要业务、信息接口、关键单机的试验验证以及系统间的调试，构建一个近乎真实的卫星导航仿真系统是非常必要的。

空间段由数十颗按照设定星座构型排列的卫星组成，为导航用户提供时间基准和空间基准。近年来，随着GNSS系统对抗的不断升级，对空间段提出了更多的改进和要求，主要包括星间链路技术的引进、多系统广域差分与完好性的提升、自主导航技术的增加等。在卫星导航系统建设和系统改进前，对新技术体制进行充分的、全方位的测试和验证，可以尽可能的缩短空间段的建设和系统改进过程，降低人力资源和资金资源的耗费。

地面段主要由一个主控站、数个注入站和监测站组成，是卫星导航系统的管理控制和数据处理中心，其控制指令的正确性及数据处理精度、关键单机的性能都将直接影响整个卫星导航系统的功能和性能指标。因此，无论是在卫星导航系统的建设过程中，还是在系统应用过程中，都需要对地面段，尤其是主控站的功能和性能进行全方位、多层次的优化论证和试验验证。

用户段主要包括种类众多、形式多样的导航终端设备，是卫星导航系统应用的最终体现。随着卫星导航的应用推广，导航终端设备已广泛地应用于军事领域和人们的日常生活中。为保证导航终端设备应用的可靠性和正确性，在投入使用前需对其主要功能和性能进行单项指标测试和综合测试。

针对上述卫星导航系统的功能、性能验证/测试与评估需求，理论上可采用真实卫星导航系统进行试验，但出于经济、安全、可能性及试验重复性方面的考虑，人们往往不希望直接在真实卫星导航系统上进行试验，而希望在模型上进行试验；此外，在卫星导航导航系统尚未建成前，为预见其性能，验证方案设计的可行性，用真实系统进行试验也是不可能的。因此，在卫星导航系统的验证、设计过程中，能够完成系统初期设计、新的技术体制的验证，在卫星导航系统建设完成前，能够完成系统性能的试验验证评估，系统主要业务、信息接口、关键单机的测试与评估，以及在系统应用过程中，能够对系统的功能、性能进行监测评估，建立完善的卫星导航系统试验验证与测试评估数学模型体系，进而构建一个近乎真实的卫星导航仿真评估系统是非常必要的。

现有的卫星导航系统指标体系主要是针对系统性能的评估指标和评估方法而建立的系统性能分级控制指标体系，建立的指标体系覆盖范围有限，且仅说明了针对卫星导航系统性能的评估指标及其评估方法，并未建立完成系统性能评估所需的仿真模型及保证系统性能评估方法有效性的验证模型，即未建立完善的系统性能评估体系。现有的卫星导航系统数学模型基本均为针对单个因素建立的数学模型，适用性并未说明。因此，针对卫星导航系统试验验证与测试评估尚未建立完善、明确的数学模型体系。

发明内容