[发明专利]一种导航卫星单轨位可用性确定方法

说明书

本发明提供了一种导航卫星单轨位可用性确定方法，综合考虑导航卫星的平台类短期计划中断、载荷类短期计划中断、平台类短期非计划中断、载荷类短期非计划中断、长期中断等不同中断类型，以及各中断类型所包含的故障诊断时间、业务恢复时间、卫星研制时间、在轨备份率、预案保障率、运载火箭发射成功率等因素，利用广义随机Petri网构建导航卫星单轨位可用性模型，利用马尔科夫链进行模型解算，确定导航卫星单轨位可用性。该方法可进一步推广应用于通信、气象、遥感等系列卫星，为其研制建设提供重要专业技术支持。

技术领域

本发明提供了一种导航卫星单轨位可用性确定方法，属于卫星导航系统可用性技术领域。

背景技术

导航卫星单轨位可用性是指导航卫星在规定轨位上能工作时间与能工作时间及不能工作时间的和之比，该指标描述导航卫星的可用时间率。与导航卫星单轨位可用性相关因素包括：平台类短期计划中断、载荷类短期计划中断、平台类短期非计划中断、载荷类短期非计划中断、长期中断等不同中断类型，以及各中断类型所包含的故障诊断时间、业务恢复时间、卫星研制时间、在轨备份率、预案保障率、运载火箭发射成功率等。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种导航卫星单轨位可用性确定方法。

本发明的技术解决方案是：一种导航卫星单轨位可用性确定方法，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；

(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)。

一种导航卫星单轨位可用性确定方法，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；

(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，根据广义随机Petri网同构马尔科夫链，确定导航卫星单轨位可用性模型的微分方程，进而确定导航卫星单轨位可用性P_slot(t)。

进一步的，在步骤(2)与步骤(3)之间增加步骤(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。

进一步的，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)；