[发明专利]一种导航卫星单轨位可用性确定方法

权利要求书

1.一种导航卫星单轨位可用性确定方法，其特征在于步骤如下：

(1)根据导航卫星单轨位中断发生的原因，确定导航卫星单轨位的各类相关状态；

(2)根据上述各类相关状态构建基于广义随机Petri网的导航卫星短期计划中断模型、短期非计划中断模型、长期中断模型，确定各中断模型的稳定状态及状态转换关系；

(2-3)根据广义随机Petri网同构马尔科夫链，确定导航卫星单轨位短期计划中断模型、短期非计划中断模型、长期中断模型的微分方程，进而确定每类中断的可用状态输出P_STS(t)、P_STU(t)、P_LT(t)；将上述可用状态输出与商用软件得到的可用状态解析结果和仿真结果进行比对，验证方法的可靠性；

(3)融合导航卫星短期计划中断模型、短期非计划中断模型、长期中断模型，构建导航卫星单轨位可用性模型，仿真确定导航卫星单轨位可用性P_slot(t)；

所述的导航卫星单轨位短期计划中断模型的微分方程为：

P_STS(t)+P_STSB1(t)+P_STSB2(t)+P_STSP1(t)＝1

式中：λ_STSB1为平台类短期计划中断故障率；

λ_STSB2为卫星轨道机动率；

λ_STSB3为卫星业务恢复率；

λ_STSP1为载荷类短期计划中断故障率；

λ_STSP2为载荷类短期计划中断修复率；

导航卫星单轨位短期非计划中断模型的微分方程：

P_STU(t)+P_STUB1(t)+P_STUB3(t)+P_STUB4(t)+P_STUP1(t)+P_STUP3(t)+P_STUP4(t)＝1

式中：λ_STUB1为平台类短期非计划中断故障率；

λ_STUB2为平台类短期非计划中断故障诊断率；

λ_STUB3为平台类短期非计划中断预案充足状态下修复率；

λ_STUB4为平台类短期非计划中断预案欠缺状态下修复率；

λ_STUP1为载荷类短期非计划中断故障率；

λ_STUP2为载荷类短期非计划中断故障诊断率；

λ_STUP3为载荷类短期非计划中断预案充足状态下故障修复率；

λ_STUP4为载荷类短期非计划中断预案欠缺状态下故障修复率；

f_STUB1为平台类短期非计划中断预案充足率；

f_STUB2为平台类短期非计划中断预案欠缺率；

f_STUP1为载荷类短期非计划中断预案充足率；

f_STUP2为载荷类短期非计划中断预案欠缺率；

导航卫星单轨位长期中断模型的微分方程：

P_LT(t)+P_LT4(t)+P_LT5(t)+P_LT6(t)+P_LT7(t)+P_LT9(t)＝1

式中：λ_LT1为长期中断故障率；

λ_LT2为卫星研制率；

λ_LT3为卫星调用率；

λ_LT4为卫星运输率；

λ_LT5为卫星加注率；

λ_LT6为卫星在轨测试率；

f_LT1为卫星地面备份率；

f_LT2为卫星轨道备份率；

f_LT3为卫星地面备份充足率；

f_LT4为卫星地面备份欠缺率；

f_LT5为卫星轨道转移失败率；

f_LT6为卫星轨道转移成功率；

f_LT7为运载火箭发射失败率；

f_LT8为运载火箭发射成功率；

步骤(1)中导航卫星单轨位的各类相关状态包括短期计划中断模型的各类相关状态、短期非计划中断模型的各类相关状态、长期中断模型的各类相关状态；其中，

短期计划中断模型的各类相关状态包括：a)短期计划中断未发生状态P_STS(t)，b)平台类短期计划中断发生状态P_STSB1(t)、卫星位置保持完成状态P_STSB2(t)，c)载荷类短期计划中断发生状态P_STSP1(t)；

短期非计划中断模型的各类相关状态包括：a)短期非计划中断未发生状态P_STU(t)，b)平台类短期非计划中断发生状态P_STUB1(t)、平台类短期非计划中断故障诊断完成状态P_STUB2(t)、平台类短期非计划中断预案充足状态P_STUB3(t)、平台类短期非计划中断预案欠缺状态P_STUB4(t)，c)载荷类短期非计划中断发生状态P_STUP1(t)、载荷类短期非计划中断故障诊断完成状态P_STUP2(t)、载荷类短期非计划中断预案充足状态P_STUP3(t)、载荷类短期非计划中断预案欠缺状态P_STUP4(t)；

长期中断模型的各类相关状态包括：a)长期中断未发生状态P_LT(t)，b)长期中断发生状态P_LT1(t)、卫星地面备份选择状态P_LT2(t)、卫星在轨备份选择状态P_LT3(t)、卫星地面备份状态P_LT4(t)、卫星地面未备份状态P_LT5(t)、卫星等待运输状态P_LT6(t)、卫星运输至发射场状态P_LT7(t)、卫星发射状态P_LT8(t)、卫星在轨测试状态；步骤(2)中中断模型的稳定状态如下：

短期计划中断稳定状态包括：a)短期计划中断未发生状态P_STS(t)，b)平台类短期计划中断发生状态P_STSB1(t)、卫星位置保持完成状态P_STSB2(t)，c)载荷类短期计划中断发生状态P_STSP(t)；

短期非计划中断稳定状态包括：a)短期非计划中断未发生状态P_STU(t)，b)平台类短期非计划中断发生状态P_STUB1(t)、平台类短期非计划中断预案充足状态P_STUB3(t)、平台类短期非计划中断预案欠缺状态P_STUB4(t)，c)载荷类短期非计划中断发生状态P_STUP1(t)、载荷类短期非计划中断预案充足状态P_STUP3(t)、载荷类短期非计划中断预案欠缺状态P_STUP4(t)；

长期中断稳定状态包括：a)长期中断未发生状态P_LT(t)，b)卫星地面备份状态P_LT4(t)、卫星地面未备份状态P_LT5(t)、卫星等待运输状态P_LT6(t)、卫星运输至发射场状态P_LT7(t)、卫星在轨测试状态P_LT9(t)。