本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法及裝置。
背景技術(shù)：
：全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(gnss)是為用戶提供位置、速度和時(shí)間信息的天基無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。作為國(guó)家信息體系建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)國(guó)家安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域具有重大影響。近年來(lái)，導(dǎo)航技術(shù)及其應(yīng)用迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為信息
技術(shù)領(lǐng)域：
的支柱產(chǎn)業(yè)。衛(wèi)星技術(shù)對(duì)信息革命產(chǎn)生了巨大推動(dòng)，在軍事偵察、通信廣播、遙感、導(dǎo)航、定位、授時(shí)、地球資源、氣象、測(cè)繪和環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面有著出色的表現(xiàn)。因此，導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由分布于地球不同地點(diǎn)的設(shè)備以及按照規(guī)定位置在空間運(yùn)行的衛(wèi)星協(xié)調(diào)工作，完成不同領(lǐng)域、不同需求的任務(wù)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)部存在著復(fù)雜的功能故障關(guān)系。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中任何一顆衛(wèi)星的失效都可以導(dǎo)致其無(wú)法提供正常的導(dǎo)航服務(wù)，進(jìn)而影響衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性。目前評(píng)估衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性依賴于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座構(gòu)型設(shè)計(jì)、分階段部署和備份策略選擇，在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座設(shè)計(jì)階段完成，即衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的固有可用性。因此，這種評(píng)估衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性方式存在不準(zhǔn)確、不全面的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法及裝置，采用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座的可用性，實(shí)現(xiàn)提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的精度以及對(duì)可用性進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，具有簡(jiǎn)單、便利的優(yōu)點(diǎn)，可用于工程使用和推廣。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一方面，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法，包括：建立模擬衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的仿真模型，獲取所述仿真模型的初始數(shù)據(jù)；根據(jù)所述仿真模型和所述初始數(shù)據(jù)模擬所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；獲取所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)行數(shù)據(jù)；根據(jù)所述運(yùn)行數(shù)據(jù)采用可用度評(píng)估公式進(jìn)行可用度的評(píng)估。進(jìn)一步的，所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的仿真模型包括：結(jié)構(gòu)模型、狀態(tài)模型、任務(wù)需求模型、軌位中斷模型、維修模型和保障模型；所述結(jié)構(gòu)模型中存儲(chǔ)有：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元信息表和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元層次結(jié)構(gòu)信息表；所述狀態(tài)模型包括：非靜止軌道衛(wèi)星子模型、靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)子模型和地面站狀態(tài)子模型；所述非靜止軌道衛(wèi)星子模型中存儲(chǔ)有：非靜止軌道衛(wèi)星初始狀態(tài)信息表；所述靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)子模型中存儲(chǔ)有：靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)信息表；所述地面站狀態(tài)子模型中存儲(chǔ)有：地面站位置數(shù)據(jù)信息表；所述任務(wù)需求模型中存儲(chǔ)有：任務(wù)需求信息表；所述軌位中斷模型包括：軌位計(jì)劃性中斷子模型和軌位非計(jì)劃性中斷子模型；所述軌位計(jì)劃性中斷子模型中存儲(chǔ)有：計(jì)劃性中斷信息表；所述軌位非計(jì)劃性中斷子模型中存儲(chǔ)有：非計(jì)劃性中斷信息表；所述維修模型中存儲(chǔ)有：預(yù)防性維修信息表、修復(fù)性維修信息表和維修資源需求信息表；所述保障模型包括：空間段保障子模型和地面段保障子模型；所述空間段保障子模型中存儲(chǔ)有：空間段保障信息表；所述地面段保障子模型中存儲(chǔ)有：地面段保障信息表和地面保障資源信息表。進(jìn)一步的，所述非靜止軌道衛(wèi)星子模型的軌道參數(shù)包括：軌道半長(zhǎng)軸、偏心率、軌道傾角、右升節(jié)點(diǎn)經(jīng)度、近地點(diǎn)幅角和真近角點(diǎn)。進(jìn)一步的，所述根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)采用可用度評(píng)估公式進(jìn)行可用度的評(píng)估，包括：分別對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的單點(diǎn)可用性、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)可用性、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座可用性和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的移動(dòng)目標(biāo)可用性進(jìn)行評(píng)估。進(jìn)一步的，所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的單點(diǎn)可用性采用下式的評(píng)估公式進(jìn)行可用度的評(píng)估：其中，δt為采樣間隔，t為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行周期，φi為第i個(gè)仿真步長(zhǎng)下衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可用狀態(tài)，φi＝φiw·φik·φij·φir；φiw為空間段可用狀態(tài)函數(shù)，φik為主控站可用狀態(tài)函數(shù)，φij為監(jiān)測(cè)站可用狀態(tài)函數(shù)，φir為注入站可用狀態(tài)函數(shù)。進(jìn)一步的，所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)可用性采用下式的評(píng)估公式進(jìn)行可用度的評(píng)估：其中，a(l,t)為t時(shí)刻下第l個(gè)網(wǎng)格的可用狀態(tài)函數(shù)，l為根據(jù)經(jīng)緯度劃分的網(wǎng)格的數(shù)量，k為采樣的數(shù)量，δt為采樣間隔，t0為采樣的初始時(shí)刻。進(jìn)一步的，所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座可用性采用下式的評(píng)估公式進(jìn)行可用度的評(píng)估：a3(l,t)＝bool{x(l,t)}；其中，x(l,t)為第l網(wǎng)格t時(shí)刻確定的可用性判據(jù)，當(dāng)x(l,t)滿足用戶需求時(shí)星座可用性a3(l,t)為1；否則，星座可用性a3(l,t)為0。進(jìn)一步的，所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的移動(dòng)目標(biāo)可用性采用下式的評(píng)估公式進(jìn)行可用度的評(píng)估：其中，φ(xi,yi)表示第i個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置的可用狀態(tài)函數(shù)，n為采集的時(shí)間節(jié)點(diǎn)的總數(shù)。另一方面，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估裝置，該裝置包括：建模單元，用于建立模擬衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的仿真模型，獲取所述仿真模型的初始數(shù)據(jù)；模擬單元，用于根據(jù)所述仿真模型和所述初始數(shù)據(jù)模擬所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；獲取單元，用于獲取所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)行數(shù)據(jù)；評(píng)估單元，用于根據(jù)所述運(yùn)行數(shù)據(jù)采用可用度公式進(jìn)行可用度的評(píng)估。進(jìn)一步的，所述評(píng)估單元包括：?jiǎn)吸c(diǎn)可用性評(píng)估模塊，用于對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的單點(diǎn)可用性進(jìn)行評(píng)估；服務(wù)區(qū)可用性評(píng)估模塊，用于對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)可用性進(jìn)行評(píng)估；星座可用性評(píng)估模塊，用于對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座可用性進(jìn)行評(píng)估；移動(dòng)目標(biāo)可用性評(píng)估模塊，用于對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的移動(dòng)目標(biāo)可用性進(jìn)行評(píng)估。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法及裝置，根據(jù)在軌星座的當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座的可用性，提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的精度。采用衛(wèi)星當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)評(píng)估衛(wèi)星的可靠性，解決了以往方法計(jì)算星座可用性不準(zhǔn)確、不全面的問(wèn)題，以及不能對(duì)星座可用性進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估的問(wèn)題，并且具有簡(jiǎn)單、便利的優(yōu)點(diǎn)，適用于工程使用和推廣。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法的流程示意圖；圖2是本發(fā)明的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法中衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型示意圖；圖3是本發(fā)明的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法中衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仿真流程示意圖；圖4是本發(fā)明的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(gnss)是為用戶提供位置、速度和時(shí)間信息的天基無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。作為國(guó)家信息體系建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)國(guó)家安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域具有重大影響。導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其內(nèi)部存在著較為復(fù)雜的功能故障關(guān)系。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中任何一顆衛(wèi)星的失效都可以導(dǎo)致其無(wú)法提供正常的導(dǎo)航服務(wù)，進(jìn)而影響衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性。目前評(píng)估衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性存在不準(zhǔn)確、不全面的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法及裝置。本發(fā)明實(shí)施例提供一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法，參見(jiàn)圖1，該方法包括：s101：建立模擬衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的仿真模型，獲取所述仿真模型的初始數(shù)據(jù)；在本步驟中，建立模擬衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的仿真模型包括：建立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，該結(jié)構(gòu)模型包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成單元、層次結(jié)構(gòu)、組成單元。層次結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)航系統(tǒng)各組成單元在功能結(jié)構(gòu)層次上的組織關(guān)系，為仿真建模提供系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和可靠性特性數(shù)據(jù)參考和支撐。具體包括結(jié)構(gòu)分解和結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)描述。由于導(dǎo)航系統(tǒng)是典型的復(fù)雜系統(tǒng)且具備空間段設(shè)備、地面段設(shè)備和用戶段設(shè)備等多種具有不同組成和特點(diǎn)的設(shè)備類型，結(jié)構(gòu)模型應(yīng)采用自上向下展開(kāi)的分層的方法對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行劃分，參見(jiàn)圖2，可以分為大系統(tǒng)層、系統(tǒng)層、子系統(tǒng)層、模塊層和設(shè)備層?？紤]到設(shè)備的故障信息的獲取，將空間段分解到衛(wèi)星一級(jí)，地面段分解到供電設(shè)備一級(jí)。建立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)模型：狀態(tài)模型包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中各衛(wèi)星、地面站的初始狀態(tài)，通過(guò)衛(wèi)星運(yùn)行規(guī)律得到各衛(wèi)星隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)星下點(diǎn)經(jīng)緯度及覆蓋范圍。具體包括衛(wèi)星狀態(tài)描述，以及衛(wèi)星覆蓋區(qū)域計(jì)算。衛(wèi)星在空間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，軌道時(shí)刻發(fā)生變化。衛(wèi)星的軌道屬性由6個(gè)軌道參數(shù)確定，分別為軌道半長(zhǎng)軸、偏心率、軌道傾角、右升節(jié)點(diǎn)經(jīng)度、近地點(diǎn)幅角、真近角點(diǎn)。這些屬性決定了衛(wèi)星軌道的大小和形狀、軌道的方位和衛(wèi)星在軌道的位置。衛(wèi)星的覆蓋范圍是以星下點(diǎn)為中心，大小與衛(wèi)星的視場(chǎng)角有關(guān)。每顆衛(wèi)星的覆蓋范圍主要取決于衛(wèi)星天線子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、軌道精度和衛(wèi)星高度。星座的覆蓋范圍主要取決于每顆衛(wèi)星的覆蓋范圍和星座的網(wǎng)型結(jié)構(gòu)。建立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的任務(wù)需求模型：任務(wù)需求模型包括用戶的真實(shí)使用狀況，存儲(chǔ)用戶發(fā)出請(qǐng)求類型、位置以及任務(wù)的開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間等。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)按照使用功能的不同，可以將其應(yīng)用概括為以下幾個(gè)方面：高精度導(dǎo)航、高精度定位、高精度授時(shí)。只有當(dāng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間段、用戶段、地面段都處于正常工作狀態(tài)時(shí)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的才能完成任務(wù)。用戶段完好，則衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)分為空間段用戶段兩部分的串聯(lián)模型，有源定位系統(tǒng)要求空間段對(duì)任務(wù)區(qū)域覆蓋重?cái)?shù)n≥3，另外還須保證高軌道衛(wèi)星覆蓋重?cái)?shù)至少為1，傾斜軌道衛(wèi)星覆蓋重?cái)?shù)至少為1；無(wú)源定位系統(tǒng)，要求空間段對(duì)任務(wù)區(qū)域中軌道衛(wèi)星覆蓋重?cái)?shù)p≥4。建立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的軌位中斷模型：軌位中斷模型包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段修復(fù)過(guò)程，包含停運(yùn)類型、中斷時(shí)間以及所處軌道面信息等。根據(jù)停運(yùn)類型的不同，空間軌位中斷模型可以分為軌位計(jì)劃性中斷模型和軌位非計(jì)劃性中斷模型。建立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的維修模型：系統(tǒng)的維修包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)故障部件所進(jìn)行的維修活動(dòng)，將輸入的故障單元轉(zhuǎn)化為輸出的修復(fù)單元。存儲(chǔ)對(duì)維修參數(shù)，包括維修目的、維修的類型、維修所需的時(shí)間(以分布的形式給出)、維修所需的資源等以及保障模型。建立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的保障模型：保障過(guò)程是一個(gè)包含各種動(dòng)態(tài)因素的復(fù)雜過(guò)程，包括備件的存儲(chǔ)與供應(yīng)、保障設(shè)備、設(shè)施、人員、資料故障，這就需要保障系統(tǒng)對(duì)故障單元進(jìn)行維修保障活動(dòng)，以恢復(fù)其正常的功能。s102：根據(jù)所述仿真模型和所述初始數(shù)據(jù)模擬所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；在本步驟中，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行離散化仿真，仿真的流程參見(jiàn)圖3，輸入任務(wù)開(kāi)始時(shí)刻，結(jié)束時(shí)刻，確定仿真時(shí)間，對(duì)各單元進(jìn)行故障以及維修時(shí)間抽樣。然后判定某時(shí)刻是否有單元故障，若無(wú)故障，并且仿真時(shí)間未達(dá)到，則判斷覆蓋重?cái)?shù)是否滿足要求；若單元發(fā)生故障，首先判斷其單元屬性，屬于空間段還是地面段；空間段選擇修復(fù)措施，自修復(fù)不需要資源直接進(jìn)行修復(fù)，替換衛(wèi)星需要軌內(nèi)是否有備份星，備件滿足的話進(jìn)行修復(fù)；地面段確定其維修類型，直接維修或者換件維修，選擇直接維修，確定是否需要維修資源若不需要，直接維修，若需要，確定當(dāng)前維修資源是否滿足，不滿足的話加入維修等待隊(duì)列，滿足的話執(zhí)行維修；若是換件維修，需要確定維修資源是否滿足，不滿足的話加入維修等待，滿足的話直接維修。維修完成后判斷覆蓋重?cái)?shù)是否滿足要求，若不滿足進(jìn)入任務(wù)等待狀態(tài)，滿足的話執(zhí)行任務(wù)；判斷任務(wù)是否結(jié)束，任務(wù)未結(jié)束檢測(cè)單元是否故障，結(jié)束的話相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù)。s103：獲取所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)行數(shù)據(jù)；s104：根據(jù)所述運(yùn)行數(shù)據(jù)采用可用度評(píng)估公式進(jìn)行可用度的評(píng)估。在本步驟中，模擬衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)各個(gè)時(shí)間段下的運(yùn)行狀態(tài)并采用可用度評(píng)估公式進(jìn)行可用度的評(píng)估，獲取衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的各種可用度。包括：分別對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的單點(diǎn)可用性、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)可用性、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座可用性和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的移動(dòng)目標(biāo)可用性進(jìn)行評(píng)估。從上述描述可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法，采用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座的可用性，實(shí)現(xiàn)提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的精度以及對(duì)可用性進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估。在一種可選實(shí)施方式中，提供了上述s101的一種具體實(shí)施方式。所述結(jié)構(gòu)模型中存儲(chǔ)有：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元信息表和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元層次結(jié)構(gòu)信息表；根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型中的層次、結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)，所需數(shù)據(jù)采用以下數(shù)據(jù)表格描述：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元信息表；衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元層次信息表。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元信息表：若要模擬系統(tǒng)中各設(shè)備單元故障的發(fā)生機(jī)制，需要通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中設(shè)備的可靠性參數(shù)進(jìn)行故障抽樣。因此，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元信息表描述的是導(dǎo)航系統(tǒng)所有組成單元的可靠性參數(shù)，所包含的要素包括故障分布類型和參數(shù)，如表1所示。表1衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元數(shù)據(jù)表單元名稱：表示結(jié)構(gòu)模型中包含系統(tǒng)的單元。故障模式：指單元的不同故障類型。參數(shù)名稱：指功能模型中故障參數(shù)，如失效率、mtbf等。分布類型：包括指數(shù)分布；正態(tài)分布；對(duì)數(shù)正態(tài)分布；均勻分布；威布爾分布等。參數(shù)：表示分布類型對(duì)應(yīng)的參數(shù)。單元初始工作時(shí)刻：指每顆衛(wèi)星或設(shè)備的服役開(kāi)始時(shí)刻，由于每個(gè)衛(wèi)星的發(fā)射時(shí)間不同，抽樣開(kāi)始時(shí)間不同。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元層次信息表：?jiǎn)卧獙哟谓Y(jié)構(gòu)信息主要描述的是導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)不同組成單元之間的關(guān)系，包括了結(jié)構(gòu)上的層次和數(shù)量關(guān)系。要反映出底層部件故障對(duì)其上層單元的影響，需要清晰地描述系統(tǒng)中全部組成部分的數(shù)量和邏輯構(gòu)成關(guān)系，應(yīng)包含單元與其他單元邏輯關(guān)系、單元數(shù)量、單元類型三個(gè)要素，單元層次結(jié)構(gòu)信息表，如表2所示。表2衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)單元層次結(jié)構(gòu)信息表單元id單元名稱父單元名稱單元配套數(shù)單元類型…………父單元名稱和單元名稱：分別表示一對(duì)父子關(guān)系單元各自標(biāo)識(shí)，父單元和子單元名稱必須在單元數(shù)據(jù)表中給出。單元配套數(shù)：指當(dāng)前父單元所屬該單元的配套數(shù)量。單元類型：確定了單元是系統(tǒng)、分系統(tǒng)、模塊還是單元。所述狀態(tài)模型包括：非靜止軌道衛(wèi)星子模型、靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)子模型和地面站狀態(tài)子模型；所述非靜止軌道衛(wèi)星子模型中存儲(chǔ)有：非靜止軌道衛(wèi)星初始狀態(tài)信息表；衛(wèi)星的狀態(tài)模型是用來(lái)描述各單元的狀態(tài)以計(jì)算其覆蓋區(qū)域，以完成對(duì)任務(wù)區(qū)域的覆蓋度計(jì)算。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括空間段衛(wèi)星和地面站設(shè)備，空間段衛(wèi)星又可細(xì)分為非靜止軌道衛(wèi)星和靜止軌道衛(wèi)星，每種單元的運(yùn)行規(guī)律和狀態(tài)并不相同。因此，每種單元應(yīng)分開(kāi)建立狀態(tài)模型。根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)的不同，可將狀態(tài)模型分為非靜止軌道衛(wèi)星模型、靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)模型和地面站狀態(tài)模型。通過(guò)對(duì)衛(wèi)星軌道屬性的研究可知，要想描述非靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)，模型中應(yīng)該包括描述軌道的大小和形狀、軌道的方位和衛(wèi)星在軌道的位置的6個(gè)軌道參數(shù)，包括軌道半長(zhǎng)軸、偏心率、軌道傾角、右升節(jié)點(diǎn)經(jīng)度、近地點(diǎn)幅角、真近角點(diǎn)。此處6個(gè)參數(shù)的確定可以計(jì)算任意時(shí)刻衛(wèi)星的星下點(diǎn)位置。然后，通過(guò)衛(wèi)星視場(chǎng)角及軌道的高度，可以計(jì)算衛(wèi)星的覆蓋范圍。非靜止軌道衛(wèi)星初始狀態(tài)數(shù)據(jù)表，如表3所示。表3非靜止軌道衛(wèi)星初始狀態(tài)數(shù)據(jù)表所述靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)子模型中存儲(chǔ)有：靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)信息表；由于靜止軌道衛(wèi)星位于赤道上方某一固定經(jīng)度的軌位上，與地球做同步運(yùn)轉(zhuǎn)，相對(duì)于地球的位置不變，因此，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同于非靜止軌道衛(wèi)星。靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)模型包括軌道高度、經(jīng)度2個(gè)要素。另外，通過(guò)給定視場(chǎng)角可以計(jì)算該類型衛(wèi)星的覆蓋范圍。靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)數(shù)據(jù)表，如表4所示。表4靜止軌道衛(wèi)星狀態(tài)數(shù)據(jù)表單元id經(jīng)度(°)軌道高度(m)視場(chǎng)角(°)…………所述地面站狀態(tài)子模型中存儲(chǔ)有：地面站位置數(shù)據(jù)信息表；除了衛(wèi)星運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)完成任務(wù)需要地面站的參與。地面站能夠參與系統(tǒng)工作的前提是衛(wèi)星處于地面站的接收范圍，即衛(wèi)星能夠覆蓋地面站所在地理位置。地面段狀態(tài)模型的描述應(yīng)包含經(jīng)度、緯度、高度3個(gè)要素，地面站位置信息數(shù)據(jù)表，如表5所示：表5地面站位置信息數(shù)據(jù)表單元id經(jīng)度(°)緯度(°)地面高度(m)…………由上述三組狀態(tài)模型可知，衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài)模型確定了各時(shí)刻衛(wèi)星的星下點(diǎn)及覆蓋范圍，地面站狀態(tài)確定了其地理位置，從而判斷衛(wèi)星對(duì)地面單元覆蓋重?cái)?shù)是否滿足任務(wù)條件。所述任務(wù)需求模型中存儲(chǔ)有：任務(wù)需求信息表；衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是利用衛(wèi)星為用戶提供快速導(dǎo)航定位、簡(jiǎn)短數(shù)字報(bào)文通信和授時(shí)服務(wù)的一種全天候、全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。按照使用功能的不同，可以將其應(yīng)用概括為以下幾個(gè)方面：高精度導(dǎo)航、高精度定位、高精度授時(shí)。對(duì)于不同類型的任務(wù)，面向不同的用戶群體，包括靜止用戶、移動(dòng)用戶以及區(qū)域用戶等。此時(shí)，需要提供用戶的地理位置信息，運(yùn)動(dòng)信息以及時(shí)間信息。如果完整描述用戶的需求，需要經(jīng)緯度坐標(biāo)、高度、速度、加速度以及開(kāi)始工作時(shí)刻5類要素。任務(wù)需求模型表，如表6所示：表6任務(wù)需求模型表任務(wù)類型：分為導(dǎo)航、定位和授時(shí)三種類型。坐標(biāo)：對(duì)于定位和授時(shí)任務(wù)類型，坐標(biāo)指任務(wù)發(fā)起點(diǎn)的空間位置經(jīng)緯度、或者任務(wù)發(fā)起區(qū)域的空間經(jīng)緯度坐標(biāo)；對(duì)于導(dǎo)航任務(wù)類型坐標(biāo)可表示一個(gè)點(diǎn)，指任務(wù)發(fā)起點(diǎn)的空間位置、或者表示一段距離，指任務(wù)發(fā)起點(diǎn)坐標(biāo)至任務(wù)結(jié)束點(diǎn)坐標(biāo)。高度：表示用戶所處地面水平面高度。速度：對(duì)于導(dǎo)航任務(wù)類型，用戶端速度影響衛(wèi)星服務(wù)區(qū)切換，需要給出速度參數(shù)。加速度：對(duì)于導(dǎo)航用戶，除用戶速度外，需要描述用戶的狀態(tài)，加速、減速或勻速。工作時(shí)刻：任務(wù)開(kāi)始、結(jié)束時(shí)間，用于確定仿真時(shí)間。利用任務(wù)需求模型可以求得衛(wèi)星的可用性水平。所述軌位中斷模型包括：軌位計(jì)劃性中斷子模型和軌位非計(jì)劃性中斷子模型；所述軌位計(jì)劃性中斷子模型中存儲(chǔ)有：計(jì)劃性中斷信息表；軌位計(jì)劃性中斷指衛(wèi)星運(yùn)行和維護(hù)活動(dòng)和衛(wèi)星到壽更換使其所在軌位停運(yùn)，造成衛(wèi)星不能提供服務(wù)的狀態(tài)，此時(shí)，需要一定的時(shí)間修復(fù)衛(wèi)星所在軌位。因此，軌位計(jì)劃性中斷的數(shù)據(jù)描述應(yīng)包含計(jì)劃性停運(yùn)類型、日歷時(shí)間間隔、修復(fù)時(shí)間、所處軌道面4個(gè)要素，如表7所示：表7軌位計(jì)劃性中斷模型數(shù)據(jù)表停運(yùn)單元：用于指明計(jì)劃性中斷所在的單元名稱，由結(jié)構(gòu)模型給出，在單元數(shù)據(jù)表中已定義。停運(yùn)類型：計(jì)劃性中斷所對(duì)應(yīng)的停運(yùn)類型包括運(yùn)營(yíng)維護(hù)和壽命末期。日歷時(shí)間間隔：預(yù)防性維修在日歷時(shí)間上的時(shí)間間隔。修復(fù)時(shí)間：進(jìn)行該計(jì)劃性中斷作業(yè)所消耗的時(shí)間。軌道面名稱：指衛(wèi)星所處軌道面。所述軌位非計(jì)劃性中斷子模型中存儲(chǔ)有：非計(jì)劃性中斷信息表；軌位非計(jì)劃性中斷模型是描述偶然故障引起的短期硬故障和長(zhǎng)期硬故障造成軌位停運(yùn)后的中斷修復(fù)措施以及中斷修復(fù)時(shí)間。軌位非計(jì)劃性中斷模型的描述應(yīng)包括停運(yùn)單元、非計(jì)劃停運(yùn)類型、中斷修復(fù)數(shù)據(jù)以及所處軌道面4類要素，如表8所示，表8軌位非計(jì)劃性中斷模型數(shù)據(jù)表其中，mtti表示軌位平均中斷修復(fù)時(shí)間。停運(yùn)單元：用于指明非計(jì)劃性中斷所在的單元名稱，由結(jié)構(gòu)模型給出，在單元數(shù)據(jù)表中已定義。停運(yùn)類型：非計(jì)劃性中斷所對(duì)應(yīng)的停運(yùn)類型包括短期硬故障和長(zhǎng)期硬故障。mtti分布類型：?jiǎn)卧钠骄袛鄷r(shí)間分布函數(shù)類型。mtti參數(shù)1：?jiǎn)卧闹袛鄷r(shí)間分布函數(shù)形狀參數(shù)1。mtti參數(shù)2：?jiǎn)卧闹袛鄷r(shí)間分布函數(shù)形狀參數(shù)2。軌道面名稱：指衛(wèi)星所處軌道面。修復(fù)資源數(shù)據(jù)，如表9所示：表9修復(fù)資源數(shù)據(jù)表單元id停運(yùn)單元名稱停運(yùn)類型是否需要衛(wèi)星衛(wèi)星數(shù)量…………停運(yùn)單元：開(kāi)展修復(fù)工作的單元名稱。停運(yùn)類型：描述停運(yùn)單元的故障類型，包含短期硬故障和長(zhǎng)期硬故障。是否需要衛(wèi)星：選擇是否需要衛(wèi)星。衛(wèi)星數(shù)量：該單元開(kāi)展軌位中斷修復(fù)工作所需的衛(wèi)星數(shù)量。所述維修模型中存儲(chǔ)有：預(yù)防性維修信息表、修復(fù)性維修信息表和維修資源需求信息表；衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的地面維修包括預(yù)防性維修和修復(fù)性維修。根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)地面站故障類型及修復(fù)策略，維修模型可用預(yù)防性維修數(shù)據(jù)表、修復(fù)性維修數(shù)據(jù)表、維修資源需求數(shù)據(jù)表描述。導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)防性維修數(shù)據(jù)表：預(yù)防性維修模型描述系統(tǒng)各單元的維修檢查間隔時(shí)間、所需資源，并按照系統(tǒng)運(yùn)行狀況等安排預(yù)防性維修的間隔。預(yù)防性維修數(shù)據(jù)表，如表10所示。表10地面站預(yù)防性維修數(shù)據(jù)表地面站維修單元名稱：用于指明預(yù)防性維修作業(yè)所在的單元名稱，在單元數(shù)據(jù)表中已定義。地面站預(yù)防性維修類型：指預(yù)防性維修作業(yè)類型，包括運(yùn)營(yíng)維護(hù)等。日歷時(shí)間間隔：預(yù)防性維修在日歷時(shí)間上的時(shí)間間隔。持續(xù)時(shí)間：進(jìn)行該預(yù)防性維修作業(yè)所消耗的時(shí)間。維修站點(diǎn)名稱：?jiǎn)卧幘S修地點(diǎn)。導(dǎo)航系統(tǒng)修復(fù)性維修數(shù)據(jù)表：描述對(duì)于某單元開(kāi)展地面修復(fù)性維修所需的時(shí)間參數(shù)，如表11所示：表11地面站修復(fù)性維修模型數(shù)據(jù)表地面站修復(fù)性維修單元名稱：開(kāi)展修復(fù)性維修工作的單元名稱。mttr分布類型：?jiǎn)卧木S修時(shí)間分布函數(shù)類型。mttr參數(shù)1：?jiǎn)卧木S修時(shí)間分布函數(shù)形狀參數(shù)1。mttr參數(shù)2：?jiǎn)卧木S修時(shí)間分布函數(shù)形狀參數(shù)2。維修站點(diǎn)名稱：?jiǎn)卧幘S修地點(diǎn)。維修資源需求數(shù)據(jù)表：描述某單元開(kāi)展修復(fù)性維修工作所需的設(shè)備、人員等維修資源，如表12所示：表12地面站維修資源需求數(shù)據(jù)表維修單元名稱維修方式資源名稱資源數(shù)量…………地面站維修單元名稱：開(kāi)展維修工作的單元名稱。維修方式：描述維修單元的維修類型。資源名稱：該單元開(kāi)展相應(yīng)級(jí)別的維修工作所需的維修資源。資源數(shù)量：該單元開(kāi)展相應(yīng)級(jí)別的維修工作所需的維修資源數(shù)量。所述保障模型包括：空間段保障子模型和地面段保障子模型；所述空間段保障子模型中存儲(chǔ)有：空間段保障信息表；空間段保障模型：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段的修復(fù)所需要的備份星存在于衛(wèi)星的軌道面、地面發(fā)射基地等。保障模型的目的就是描述不同保障級(jí)別的組織形式。把空間段保障級(jí)別分為兩類，分別是：軌道面級(jí)和地面基地級(jí)，即不能完成修復(fù)即向地面申請(qǐng)備份星?？臻g段保障數(shù)據(jù)表描述的是各級(jí)備份星配置和地面補(bǔ)網(wǎng)時(shí)間的相關(guān)信息，如表13所示：表13空間段保障數(shù)據(jù)表軌道面名稱：修復(fù)軌位所處軌道面。級(jí)別：描述站點(diǎn)的保障級(jí)別，通常指軌道面級(jí)。軌內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)量：指設(shè)置軌內(nèi)備份星的數(shù)量。軌內(nèi)補(bǔ)網(wǎng)時(shí)間：指軌位修復(fù)過(guò)程中，軌內(nèi)備份星到達(dá)指定軌位并調(diào)試完成開(kāi)始工作的時(shí)間間隔。上級(jí)名稱：描述軌道面與地面間的保障組織關(guān)系。地面存儲(chǔ)數(shù)量：指地面發(fā)射基地備份星的數(shù)量。地面補(bǔ)網(wǎng)時(shí)間：描述地面與軌道面之間補(bǔ)網(wǎng)準(zhǔn)備、發(fā)射、調(diào)試所需時(shí)間。地面段保障模型：在地面保障模型中，保障站點(diǎn)的名稱、數(shù)量和類型均根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況制定。所述地面段保障子模型中存儲(chǔ)有：地面段保障信息表和地面保障資源信息表，如表14所示：表14地面保障站點(diǎn)數(shù)據(jù)表站點(diǎn)名稱站點(diǎn)級(jí)別上級(jí)站點(diǎn)名稱站點(diǎn)間保障時(shí)間…………站點(diǎn)名稱：用來(lái)對(duì)裝備進(jìn)行維修保障的站點(diǎn)。站點(diǎn)級(jí)別：描述站點(diǎn)的保障級(jí)別，包含了軌道面級(jí)、站級(jí)、發(fā)射基地級(jí)。上級(jí)站點(diǎn)名稱：表示該站點(diǎn)的上級(jí)站點(diǎn)，描述站點(diǎn)間的保障組織關(guān)系。站點(diǎn)間保障時(shí)間：描述與上級(jí)站點(diǎn)之間的運(yùn)輸時(shí)間。保障資源模型定義了各個(gè)站點(diǎn)的資源屬性。維修資源指設(shè)備發(fā)生故障進(jìn)行維修所需要的保障資源，應(yīng)包含資源名稱、資源數(shù)量2個(gè)要素，如表15所示：表15地面保障資源數(shù)據(jù)表站點(diǎn)名稱資源名稱資源數(shù)量………資源名稱：維修過(guò)程所需資源，包括人力、設(shè)備等資源數(shù)量：該站點(diǎn)所配備資源數(shù)量。在一種可選實(shí)施方式中，提供了上述s104的一種具體實(shí)施方式。(1)單點(diǎn)可用性：由于星座為周期性運(yùn)行，單點(diǎn)可用性分析采用運(yùn)行周期為觀測(cè)時(shí)段，然后按照一定的采樣間隔確定該點(diǎn)是否可用。根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的定義，即系統(tǒng)在任意一個(gè)時(shí)刻可為用戶提供正常導(dǎo)航服務(wù)狀態(tài)的程度。n個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)可用性統(tǒng)計(jì)得單點(diǎn)可用度為：將仿真時(shí)間n等分，φi為第i個(gè)仿真步長(zhǎng)下系統(tǒng)的可用狀態(tài)，則φi＝φiw·φik·φij·φir；其中，φiw為空間段可用狀態(tài)函數(shù)，φik為主控站可用狀態(tài)函數(shù)，φij為監(jiān)測(cè)站可用狀態(tài)函數(shù)，φir為注入站可用狀態(tài)函數(shù)?？捎枚冉y(tǒng)計(jì)公式為：其中，δt為采樣間隔，t為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行周期。(2)服務(wù)區(qū)可用性：對(duì)于服務(wù)區(qū)的可用性分析，一般采用網(wǎng)格法，按一定的經(jīng)緯度間隔將服務(wù)區(qū)范圍劃分為地面網(wǎng)格，然后統(tǒng)計(jì)所有網(wǎng)格的單點(diǎn)可用性結(jié)果，進(jìn)行加權(quán)平均。按一定經(jīng)緯度間隔劃分的l個(gè)網(wǎng)格的單點(diǎn)可用性統(tǒng)計(jì)得到服務(wù)區(qū)可用性為：其中，a(l,t)為t時(shí)刻下第l個(gè)網(wǎng)格的可用狀態(tài)函數(shù)，l為根據(jù)經(jīng)緯度劃分的網(wǎng)格的數(shù)量，k為采樣的數(shù)量，δt為采樣間隔，t0為采樣的初始時(shí)刻。(3)理想星座可用性：理想星座可用性是基于一個(gè)理想星座，沒(méi)有衛(wèi)星故障，即星座的固有可用性，是星座可用性的上限，此時(shí)其可用性就等于0或1。在l點(diǎn)、t時(shí)刻，理想星座的可用性表示如下：a3(l,t)＝bool{x(l,t)}；其中，x(l,t)為第l網(wǎng)格t時(shí)刻用戶需求所確定的可用性判據(jù)，滿足時(shí)a3(l,t)等于1，有一條需求不滿足則a3(l,t)等于0。(4)移動(dòng)目標(biāo)可用性：對(duì)于移動(dòng)目標(biāo)來(lái)說(shuō)，導(dǎo)航系統(tǒng)要完成定位、測(cè)速等功能，因此要對(duì)目標(biāo)在移動(dòng)線路上實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)各單點(diǎn)瞬時(shí)可用性。在導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于民用航空領(lǐng)域時(shí)，除了對(duì)導(dǎo)航的可用度有明確的要求，對(duì)其是否連續(xù)可用也有很高的要求。對(duì)于特定的時(shí)間段和特定的飛行路線，連續(xù)性是否滿足指標(biāo)要求也要作為可用性分析的判決條件，即在瞬時(shí)連續(xù)性的基礎(chǔ)上，還需將用戶連續(xù)性按照對(duì)應(yīng)的飛行階段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到分析結(jié)果。如果把定位覆蓋性看作連續(xù)性分析的判決條件，那么連續(xù)可用性滿足要求表明覆蓋性可用性滿足要求。則移動(dòng)目標(biāo)的可用度統(tǒng)計(jì)公式可表示為：其中，φ(xi,yi)表示第i個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置的可用狀態(tài)函數(shù)，n為采集的時(shí)間節(jié)點(diǎn)的總數(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案還可以評(píng)估衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的：?jiǎn)诬壩豢捎眯浴⒗碚摽捎眯?、?shí)際可用性、精度可用性、完好性可用性、連續(xù)可用性和有衛(wèi)星損壞與無(wú)衛(wèi)星損壞情況下的可用性。從上述描述可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估方法，建立了基于仿真的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總體可用性模型及其框架，包括對(duì)系統(tǒng)的任務(wù)建模、維修中斷建模、保障方式建模以及關(guān)系模型等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行、組網(wǎng)、補(bǔ)網(wǎng)、中斷等全過(guò)程的模擬。可以模擬衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的全過(guò)程，因此模型具有很強(qiáng)的描述能力?；谒⒌哪Ｐ?，可以不同的角度評(píng)估衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用度。為衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)提高可靠性，制定維修優(yōu)化以及保障策略打下基礎(chǔ)。為獲得較為真實(shí)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性度量結(jié)果，選用當(dāng)前發(fā)展最為成熟、已獲得數(shù)據(jù)較多的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)gps。gps實(shí)現(xiàn)了全球、全天候的工作，并能為用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維位置、三維速度和精密時(shí)間，不受天氣的影響。gps系統(tǒng)由空間部分、地面控制部分和用戶部分三大部分組成。gps空間段是由衛(wèi)星星座組成的，其基本參數(shù)如下：gps近圓形軌道，軌道高度約20100米，由24顆衛(wèi)星組成，分布于6各軌道面。軌道傾角55°，軌道之間相差60°，即軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)相差60°。24軌位基準(zhǔn)衛(wèi)星星座的衛(wèi)星分布信息，如表16所示：表16gps軌位分布表分布于不同地理位置的數(shù)個(gè)地面站組成了gps運(yùn)行控制系統(tǒng)(ocs)，它由三個(gè)子系統(tǒng)組成：主控站(mcs)，備份主控站(bmcs)，一個(gè)具有四個(gè)地面天線的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(gas)，以及26個(gè)全球分布式監(jiān)測(cè)站網(wǎng)絡(luò)(ms)。gps主控站是gps衛(wèi)星星座的中央控制節(jié)點(diǎn)。主控站負(fù)責(zé)星座指揮和控制的各個(gè)方面，包括：常規(guī)衛(wèi)星總線和有效載荷狀態(tài)監(jiān)測(cè)；衛(wèi)星維護(hù)和異常分辨；gps空間信號(hào)的性能管理；導(dǎo)航數(shù)據(jù)上傳操作，按要求維持性能與精確性和完好性性能標(biāo)準(zhǔn)一致并檢測(cè)和響應(yīng)gps的導(dǎo)航信號(hào)故障。萬(wàn)一長(zhǎng)期工作的主控站運(yùn)行中斷，gps操作可以被轉(zhuǎn)移到備用主控站。本次建模擬選取地區(qū)的經(jīng)緯度坐標(biāo)是(40，116)，地面海拔高度為20m。執(zhí)行單點(diǎn)定位任務(wù)。根據(jù)描述的單點(diǎn)定位任務(wù)，建立任務(wù)模型，如表17所示：表17任務(wù)需求表gps衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由meo衛(wèi)星構(gòu)成，衛(wèi)星的空間運(yùn)行環(huán)境相似，因此認(rèn)為每顆衛(wèi)星的平均可用性參數(shù)可認(rèn)為是相同的，地面段由主控站、監(jiān)測(cè)站、注入站組成。列舉導(dǎo)航系統(tǒng)組成單元的故障信息及失效數(shù)據(jù)，如表18所示：表18單元信息表導(dǎo)航系統(tǒng)的各組成單元的維修數(shù)據(jù)由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得來(lái)。其計(jì)劃性停運(yùn)及中斷，如表19所示。表19衛(wèi)星計(jì)劃性中斷表非計(jì)劃性停運(yùn)及中斷數(shù)據(jù)，如表20所示表20衛(wèi)星非計(jì)劃性中斷表根據(jù)實(shí)際使用過(guò)程中的保障時(shí)間備份策略，現(xiàn)列舉空間段星座中的備份星，采取b、d、f三個(gè)軌道面內(nèi)各存儲(chǔ)一顆備份星，地面發(fā)射基地2顆備份星的配置，如表21所示：表21gps備份星保障表最后，通過(guò)設(shè)置仿真流程與仿真時(shí)間，進(jìn)行計(jì)算仿真該地區(qū)的單點(diǎn)服務(wù)可用度。最終，利用可用度統(tǒng)計(jì)模型：φi＝φiw·φik·φij·φir統(tǒng)計(jì)得到gps衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用度為99.95％。本發(fā)明實(shí)施例提供一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估裝置，參見(jiàn)圖4，該裝置包括：建模單元10，用于建立模擬衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的仿真模型，獲取所述仿真模型的初始數(shù)據(jù)；模擬單元20，用于根據(jù)所述仿真模型和所述初始數(shù)據(jù)模擬所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；獲取單元30，用于獲取所述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)行數(shù)據(jù)；評(píng)估單元40，用于根據(jù)所述運(yùn)行數(shù)據(jù)采用可用度公式進(jìn)行可用度的評(píng)估。進(jìn)一步的，所述評(píng)估單元40包括：?jiǎn)吸c(diǎn)可用性評(píng)估模塊，用于對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的單點(diǎn)可用性進(jìn)行評(píng)估；服務(wù)區(qū)可用性評(píng)估模塊，用于對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)可用性進(jìn)行評(píng)估；星座可用性評(píng)估模塊，用于對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座可用性進(jìn)行評(píng)估；移動(dòng)目標(biāo)可用性評(píng)估模塊，用于對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的移動(dòng)目標(biāo)可用性進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)上述描述可知，本發(fā)明所述的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性評(píng)估裝置，根據(jù)在軌星座的當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座的可用性，提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的精度，并且具有簡(jiǎn)單、便利的優(yōu)點(diǎn)，適用于工程使用和推廣。以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12