CN105738922B - 导航卫星星座***的服务可靠性分析方法及*** - Google Patents
导航卫星星座***的服务可靠性分析方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种导航卫星星座***的服务可靠性分析方法及***，以解决如何分析导航卫星星座***的服务可靠性的问题。该方法包括：S1、计算所述星座***的服务可用性；S2、计算所述星座***中所有卫星的平均服务连续性；S3、根据所述服务可用性和所述平均服务连续性，计算所述星座***的服务可靠性。本发明通过计算星座***的服务可用性和平均服务连续性，进而得到所述星座***的服务可靠性，该计算过程简单、易实现。而且，可利用得到的服务可靠性衡量导航卫星星座***所提供的服务是否可靠，更好的了解导航卫星星座***的服务质量。
Description
技术领域
本发明涉及导航卫星星座***技术领域，具体涉及一种导航卫星星座***的服务可靠性分析方法及一种导航卫星星座***的服务可靠性分析***。
背景技术
导航卫星星座***用于以可能的最经济的方式向公众提供可靠的定位、导航、授时服务即PNT服务。导航卫星星座***的服务可靠性是指针对健康的导航卫星星座***，在服务区域中的任意一点、在规定的时间间隔内、空中信号标准定位服务的瞬时用户伪距误差维持在规定的可靠性阈值以内的时间百分比，用来衡量导航卫星星座***所提供的服务是否可靠。
然而，目前并无相关方面的研究，为了解导航卫星星座***的服务质量，有必要提供一种导航卫星星座***的服务可靠性分析方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何分析导航卫星星座***的服务可靠性。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种导航卫星星座***的服务可靠性分析方法及***。
第一方面，该方法包括：
S1、计算所述星座***的服务可用性；
S2、计算所述星座***中所有卫星的平均服务连续性；
S3、根据所述服务可用性和所述平均服务连续性，计算所述星座***的服务可靠性。
进一步地，所述步骤S1通过下式计算所述服务可用性：
其中，AI为所述服务可用性，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数，t为每次非计划中断的平均修复时间。
进一步地，所述步骤S2包括：
S21、计算所述星座***中所有卫星的平均完好性；
S22、根据所述平均完好性，计算所述平均服务连续性。
进一步地，所述步骤S21通过下式计算所述平均完好性：
其中，I为所述平均完好性，Nsat为所述星座***中卫星的个数，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数。
进一步地，所述步骤S22通过下式计算所述平均服务连续性：
CI＝1-I
其中，CI为所述平均服务连续性。
进一步地，所述步骤S3通过下式计算所述星座***的服务可靠性：
RI＝AI×CI
其中，RI为所述服务可靠性，AI为所述服务可用性，CI为所述平均服务连续性。
第二方面，该***包括：
第一计算模块，用于计算所述星座***的服务可用性；
第二计算模块，用于计算所述星座***中所有卫星的平均服务连续性；
第三计算模块，用于根据所述服务可用性和所述平均服务连续性，计算所述星座***的服务可靠性。
进一步地，所述第一计算模块通过下式计算所述服务可用性：
其中，AI为所述服务可用性，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数，t为每次非计划中断的平均修复时间。
进一步地，所述第二计算模块包括：
第一计算单元，用于计算所述星座***中所有卫星的平均完好性；
第二计算单元，用于根据所述平均完好性，计算所述平均服务连续性。
进一步地，所述第一计算单元通过下式计算所述平均完好性：
其中，I为所述平均完好性，Nsat为所述星座***中卫星的个数，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数。
本发明通过计算星座***的服务可用性和平均服务连续性，进而得到所述星座***的服务可靠性，该计算过程简单、易实现。得到的服务可靠性可用于衡量导航卫星星座***所提供的服务是否可靠，使人们更好的了解导航卫星星座***的服务质量。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征信息和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了根据本发明导航卫星星座***的服务可靠性分析方法一实施例的流程示意图；
图2示出了根据本发明导航卫星星座***的服务可靠性分析***一实施例的结构框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在介绍本发明的技术方案之前，首先对涉及到的专业术语进行解释或说明：
(1)服务可用性，是指在导航卫星星座***在服务区域中的任意一点、任意24小时时间间隔内、预计的95％位置误差小于误差阈值的时间百分比。
(2)服务连续性，是指在规定的时间内，健康的标准定位服务空中信号将持续健康可用而不产生非计划中断的概率，假设在起始时刻的标准定位服务空中信号是可用的。
(3)完好性，是指对导航卫星星座***所提供的信息正确性的信赖程度的大小。完好性包括当标准定位服务空中信号不应当被使用时，向接收机提供及时告警(预警与告警)的能力。
以上三个专业术语为本领域技术人员熟知的名词，根据上述定义可知每一专业术语的量化标准，因此上述专业术语不仅仅是文字性的描述，自身也代表一个具体的量化值。
本发明提供一种导航卫星星座***的服务可靠性分析方法，如图1所示，该方法包括：
S1、计算所述星座***的服务可用性；
S2、计算所述星座***中所有卫星的平均服务连续性；
S3、根据所述服务可用性和所述平均服务连续性，计算所述星座***的服务可靠性。
其中，步骤S1、S2之间没有先后顺序。
当服务可用性为平均值时，计算得到的服务可靠性为平均服务可靠性；当服务可用性为最劣值时，计算得到的服务可靠性为最劣服务可靠性。
本发明通过计算星座***的服务可用性和平均服务连续性，进而得到所述星座***的服务可靠性，该计算过程简单、易实现。而且，可利用得到的服务可靠性衡量导航卫星星座***所提供的服务是否可靠，更好的了解导航卫星星座***的服务质量。
进一步地，所述步骤S3可通过下式计算所述星座***的服务可靠性：
RI＝AI×CI
其中，RI为服务可靠性，AI为所述服务可用性，CI为所述平均服务连续性。
这里，本发明通过建立服务可用性、平均服务连续性及服务可靠性三者之间的量化关系，得到服务可靠性的值。
进一步地，所述步骤S1可通过下式计算所述服务可用性：
其中，AI为所述服务可用性，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数，t为每次非计划中断的平均修复时间。
预设时间即观察期，通常为1年即8760小时。
通常，星座***1年最多发生3次非计划中断。
进一步地，所述步骤S2可包括：
S21、计算所述星座***中所有卫星的平均完好性；
S22、根据所述平均完好性，计算所述平均服务连续性。
进一步地，所述步骤S21可通过下式计算所述平均完好性：
其中，I为所述平均完好性，Nsat为所述星座***中卫星的个数，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数。
进一步地，所述步骤S22可通过下式计算所述平均服务连续性：
CI＝1-I
其中，CI为所述平均服务连续性。
本发明还提供一种导航卫星星座***的服务可靠性分析***，如图2所示，该***100包括：
第一计算模块101，用于计算所述星座***的服务可用性；
第二计算模块102，用于计算所述星座***中所有卫星的平均服务连续性；
第三计算模块103，用于根据所述服务可用性和所述平均服务连续性，计算所述星座***的服务可靠性。
进一步地，所述第一计算模块通过下式计算所述服务可用性：
其中，AI为所述服务可用性，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数，t为每次非计划中断的平均修复时间。
进一步地，所述第二计算模块102包括：
第一计算单元1021，用于计算所述星座***中所有卫星的平均完好性；
第二计算单元1022，用于根据所述平均完好性，计算所述平均服务连续性。
进一步地，所述第一计算单元通过下式计算所述平均完好性：
其中，I为所述平均完好性，Nsat为所述星座***中卫星的个数，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数。
本发明导航卫星星座***的服务可靠性分析***为本发明导航卫星星座***的服务可靠性分析方法的功能架构模块，其有关内容的解释、说明或有益效果请参考本发明导航卫星星座***的服务可靠性分析方法中的相应部分，在此不再赘述。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (8)
1.一种导航卫星星座***的服务可靠性分析方法，其特征在于，包括：
S1、通过下式计算所述星座***的服务可用性：
<mrow>
<msub>
<mi>A</mi>
<mi>I</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
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<mi>S</mi>
<mi>S</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>&times;</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mi>&tau;</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，AI为所述服务可用性，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数，t为每次非计划中断的平均修复时间；
S2、计算所述星座***中所有卫星的平均服务连续性；
S3、根据所述服务可用性和所述平均服务连续性，计算所述星座***的服务可靠性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、计算所述星座***中所有卫星的平均完好性；
S22、根据所述平均完好性，计算所述平均服务连续性。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S21通过下式计算所述平均完好性：
<mrow>
<mi>I</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>N</mi>
<mrow>
<mi>U</mi>
<mi>S</mi>
<mi>S</mi>
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</msub>
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<mi>&tau;</mi>
<mo>&times;</mo>
<msub>
<mi>N</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mi>a</mi>
<mi>t</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，I为所述平均完好性，Nsat为所述星座***中卫星的个数，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S22通过下式计算所述平均服务连续性：
CI＝1-I
其中，CI为所述平均服务连续性。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述步骤S3通过下式计算所述星座***的服务可靠性：
RI＝AI×CI
其中，RI为所述服务可靠性，AI为所述服务可用性，CI为所述平均服务连续性。
6.一种导航卫星星座***的服务可靠性分析***，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于通过下式计算所述星座***的服务可用性：
<mrow>
<msub>
<mi>A</mi>
<mi>I</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mrow>
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<mi>N</mi>
<mrow>
<mi>U</mi>
<mi>S</mi>
<mi>S</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>&times;</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mi>&tau;</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，AI为所述服务可用性，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数，t为每次非计划中断的平均修复时间；
第二计算模块，用于计算所述星座***中所有卫星的平均服务连续性；
第三计算模块，用于根据所述服务可用性和所述平均服务连续性，计算所述星座***的服务可靠性。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述第二计算模块包括：
第一计算单元，用于计算所述星座***中所有卫星的平均完好性；
第二计算单元，用于根据所述平均完好性，计算所述平均服务连续性。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述第一计算单元通过下式计算所述平均完好性：
<mrow>
<mi>I</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>N</mi>
<mrow>
<mi>U</mi>
<mi>S</mi>
<mi>S</mi>
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<mi>&tau;</mi>
<mo>&times;</mo>
<msub>
<mi>N</mi>
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<mi>s</mi>
<mi>a</mi>
<mi>t</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，I为所述平均完好性，Nsat为所述星座***中卫星的个数，τ为预设时间，NUSS为在所述预设时间内所述星座***发生非计划中断的最大次数。
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