專利名稱：：一種具有可配置管理與運(yùn)行機(jī)制的自主導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有可配置管理與運(yùn)行機(jī)制的自主導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)，屬于衛(wèi)星導(dǎo)航
技術(shù)領(lǐng)域：
，利用該評估系統(tǒng)可以對空間衛(wèi)星性能測試、用戶設(shè)備研發(fā)提供一種有效的分析手段，并得出導(dǎo)航性能評估結(jié)論，以便在導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射入軌前，完成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)各部分的正確性驗證工作和性能指標(biāo)評估等工作。
背景技術(shù)：
：根據(jù)GPS系統(tǒng)、GL0NASS系統(tǒng)和目前正在籌建中的Galileo系統(tǒng)的運(yùn)行情況和建設(shè)經(jīng)驗來看，研制開發(fā)仿真模擬評估系統(tǒng)對導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計與建設(shè)具有重要的指導(dǎo)、校核和驗證作用。對于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能的評估涉及飛行器動力學(xué)、衛(wèi)星定姿定軌、無線電通訊與測量的理論與技術(shù)、定位解算理論與方法、電磁波大氣層傳輸特性、可靠性工程等多個學(xué)科。在研究各種數(shù)學(xué)算法的基礎(chǔ)上，要研究各種誤差因素的特性、模型、仿真問題。涉及系統(tǒng)級、空間段、控制段、用戶段四個方面性能指標(biāo)的評估。為方便衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)各部分的正確性驗證和性能評估工作，提高衛(wèi)星導(dǎo)航仿真系統(tǒng)和試驗系統(tǒng)性能綜合評估的自動化水平，一方面盡可能的通過軟件工具提供實時或事后評估，減少衛(wèi)星試驗或仿真消耗的物力和人力資源，提高評估準(zhǔn)確性，另一方面通過建立一套綜合性能評估系統(tǒng)提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能指標(biāo)的規(guī)范性。我國已經(jīng)建立了自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但對于導(dǎo)航性能的評估，已有的其它評估系統(tǒng)目前存在可配置性不強(qiáng)、運(yùn)行機(jī)制不夠靈活等缺點，具體表現(xiàn)如下(l)支持的性能指標(biāo)有限，評估算法固化和單一，可配置性差，不能完整覆蓋系統(tǒng)級性能評估、空間段性能評估、控制段性能評估、用戶段性能評估；(2)評估的數(shù)據(jù)來源單一，對多數(shù)據(jù)源的支持不夠靈活；因此，研究一種可配置性好、運(yùn)行機(jī)制靈活的導(dǎo)航系統(tǒng)性能評估系統(tǒng)，對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的評估和設(shè)計是具有重大意義的。目前國外尚無相關(guān)文獻(xiàn)報道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有可配置管理與運(yùn)行機(jī)制的自主導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)看可配置性好，運(yùn)行機(jī)制靈活，能夠滿足對多種性能指標(biāo)類型、多數(shù)據(jù)源的評估。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種具有可配置管理與運(yùn)行機(jī)制的自主導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)，所述的評估系統(tǒng)采用客戶端/服務(wù)器端(C/S)架構(gòu)，包括如下管理控制系統(tǒng)，管理與協(xié)調(diào)控制整個性能評估系統(tǒng)的運(yùn)行，根據(jù)評估服務(wù)器的仿真或測試請求，生成仿真或測試配置信息并啟動仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)，同時向評估服務(wù)器發(fā)送評估任務(wù)啟動消息；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，作為評估數(shù)據(jù)源以及相關(guān)配置的數(shù)據(jù)倉儲，用來存儲仿真系統(tǒng)得到的仿真數(shù)據(jù)、測試系統(tǒng)得到的測試數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)，及管理控制系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)，還包含客戶端的評估任務(wù)信息；評估服務(wù)器，接收并匯總評估客戶端的評估任務(wù)和評估算法，向管理控制系統(tǒng)提出仿真和測試數(shù)據(jù)請求，并接收管理控制系統(tǒng)評估任務(wù)的啟動信息，及來自于仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)的仿真數(shù)據(jù)或測試數(shù)據(jù)，并把仿真數(shù)據(jù)或測試數(shù)據(jù)分發(fā)給評估客戶端；多個評估客戶端用戶可以在客戶端選擇感興趣的性能指標(biāo)及評估算法，生成評估任務(wù)，向評估服務(wù)器提交任務(wù)，并接收評估服務(wù)器發(fā)送的仿真或測試數(shù)據(jù)，根據(jù)仿真和測試數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航性能評估以及可視化顯示；千兆以太網(wǎng)絡(luò)和實時光纖網(wǎng)絡(luò)，用來為評估服務(wù)器、客戶端、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、管理控制系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)、測試和試驗系統(tǒng)相互之間的數(shù)據(jù)交互提供支持；在事后評估模式時，評估的數(shù)據(jù)源通過以太網(wǎng)事先存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，供評估服務(wù)器和客戶端調(diào)用；在實時評估模式下，通過實時光纖網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行仿真系統(tǒng)、測試系統(tǒng)和評估服務(wù)器之間交換數(shù)據(jù)以保證實時性；所述事后評估模式也稱為"回放分析模式"，在該模式下，評估系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源是事先保存在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的，這些數(shù)據(jù)既可以是真實衛(wèi)星物理測試時得到的測試數(shù)據(jù)，也可以是衛(wèi)星仿真系統(tǒng)運(yùn)行得到的仿真數(shù)據(jù)；所述實時評估模式為在該模式下，評估系統(tǒng)可以實時獲取真實衛(wèi)星物理測試時得到的測試數(shù)據(jù)，或?qū)崟r獲取衛(wèi)星仿真系統(tǒng)運(yùn)行得到的仿真數(shù)據(jù)。所述評估客戶端實現(xiàn)如下(1)從評估服務(wù)器中獲取已存在的性能指標(biāo)列表及評估算法；(2)選擇感興趣的性能指標(biāo)及評估算法；(3)生成評估任務(wù)，評估任務(wù)中包含需要評估的性能指標(biāo)、評估算法信息及評估模式(實時或事后評估)；(4)向評估服務(wù)器發(fā)送評估任務(wù)；(5)等待接收評估服務(wù)器的評估任務(wù)啟動消息；(6)如果接收到評估任務(wù)啟動消息，則開始從評估服務(wù)器接收仿真或測試數(shù)據(jù)，如果沒有接收到評估任務(wù)啟動消息，則繼續(xù)等待；(7)根據(jù)選擇的評估算法和接收到的仿真或測試數(shù)據(jù)，開始運(yùn)行評估算法；(8)得到評估結(jié)果并顯示給用戶。所述評估服務(wù)器實現(xiàn)如下(1)如果有新的客戶端登錄，則從數(shù)據(jù)庫中查找已存在的性能指標(biāo)列表及相應(yīng)的評估算法，發(fā)送給該客戶端；(2)等待接收客戶端的評估任務(wù)；(3)接收到客戶端的評估任務(wù)后，根據(jù)評估任務(wù)確定需要仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)名稱、時間范圍、仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收方地址，仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)需要提供的數(shù)據(jù)名稱即是評估算法中定義的輸入?yún)?shù)；仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的時間范圍應(yīng)大于或等于評估算法中每個輸入?yún)?shù)的時間范圍；評估任務(wù)中評估模式如果設(shè)置為實時模式，則仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收方地址是評估服務(wù)器的地址，如果是事后分析模式，則仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收方地址是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的地址。(4)根據(jù)(3)的結(jié)果生成仿真或測試請求，這個請求用來通知管理控制系統(tǒng)配置和啟動仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)，請求中包含的內(nèi)容仿真或測試數(shù)據(jù)名稱；仿真或測試數(shù)據(jù)時間范圍；仿真或測試數(shù)據(jù)的接收方數(shù)據(jù)庫或者評估服務(wù)器，如果接收方是數(shù)據(jù)庫，請求中應(yīng)包含數(shù)據(jù)庫地址、數(shù)據(jù)表名稱；如果接收方是評估服務(wù)器，請求當(dāng)中應(yīng)包含評估服務(wù)器ip地址、發(fā)送格式，該系統(tǒng)要求發(fā)送格式包含仿真或測試開始時間、仿真或測試的衛(wèi)星信息以及仿真和測試數(shù)據(jù)；(5)如果評估任務(wù)中評估模式為實時模式，則等待接收仿真或測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；(6)接收到的數(shù)據(jù)后，根據(jù)不同的評估任務(wù)分發(fā)各個客戶端評估任務(wù)需要的數(shù)據(jù)；(7)如果是事后分析模式，則從數(shù)據(jù)庫中查找滿足任務(wù)需求的數(shù)據(jù)，并分發(fā)給客戶丄山順。所述管理控制系統(tǒng)實現(xiàn)如下(1)接收評估服務(wù)的仿真或測試請求；(2)由仿真或測試數(shù)據(jù)的時間范圍，決定仿真或測試系統(tǒng)的運(yùn)行時間，仿真或測試系統(tǒng)的運(yùn)行時間大于并包含仿真或測試數(shù)據(jù)的時間范圍；(3)向仿真或測試系統(tǒng)發(fā)送仿真或測試系統(tǒng)運(yùn)行的配置信息，配置信息包含仿真或測試系統(tǒng)運(yùn)行的時間；數(shù)據(jù)名稱以及接收方地址。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果(1)客戶端對需要評估的導(dǎo)航系統(tǒng)性能指標(biāo)以及評估算法具有良好的可配置管理能力，用戶可以選擇感興趣的性能指標(biāo)及相應(yīng)的評估算法，甚至可以向系統(tǒng)添加新的評估算法。(2)支持多數(shù)據(jù)源來實施評估任務(wù)本發(fā)明既可以處理由仿真系統(tǒng)獲得的仿真數(shù)據(jù)；也可以處理實際衛(wèi)星測試系統(tǒng)的實測數(shù)據(jù)；還允許仿真數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)同時讀入，共同參與評估。對多數(shù)據(jù)源的支持體現(xiàn)了運(yùn)行機(jī)制的靈活性，在實際導(dǎo)航衛(wèi)星制造過程中，生產(chǎn)周期比較長，剛開始可能只有導(dǎo)航衛(wèi)星設(shè)計方案，沒有實際產(chǎn)品，而仿真系統(tǒng)是可以根據(jù)方案快速開發(fā)的，通過運(yùn)行仿真系統(tǒng)，得到的數(shù)據(jù)輸入到導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)進(jìn)行評估，便可以驗證方案是否滿足需求，并可以重復(fù)試驗；而一旦導(dǎo)航衛(wèi)星制造完成，在發(fā)射之前也要經(jīng)過測試并進(jìn)行性能評估，以發(fā)現(xiàn)一些制造過程當(dāng)中的問題。有以上特點可以看出本發(fā)明可配置性好，運(yùn)行機(jī)制靈活，能夠滿足對多種性能指標(biāo)類型、多數(shù)據(jù)源的評估，評估結(jié)果顯示方式也更加全面。圖1為本發(fā)明的組成示意圖；圖2為本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖；圖3為本發(fā)明的客戶端運(yùn)行流程圖；圖4為本發(fā)明的評估服務(wù)器運(yùn)行流程圖；圖5為本發(fā)明的管理控制系統(tǒng)運(yùn)行流程圖。具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明一種具有可配置管理與運(yùn)行機(jī)制的自主導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)，采用C/S架構(gòu)，包括如下管理控制系統(tǒng)，管理與協(xié)調(diào)控制整個性能評估系統(tǒng)的運(yùn)行，根據(jù)評估服務(wù)器的仿真或測試請求，生成仿真或測試配置信息并啟動仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)，同時向評估服務(wù)器發(fā)送評估任務(wù)啟動消息；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，作為評估數(shù)據(jù)源以及相關(guān)配置的數(shù)據(jù)倉儲(數(shù)據(jù)庫)，用來存儲仿真系統(tǒng)得到的仿真數(shù)據(jù)、測試系統(tǒng)得到的測試數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)，及管理控制系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)，還包含客戶端的評估任務(wù)信息；評估服務(wù)器，接收并匯總評估客戶端的評估任務(wù)和評估算法，向管理控制系統(tǒng)提出仿真和測試數(shù)據(jù)請求，并接收管理控制系統(tǒng)評估任務(wù)的啟動信息，及來自于仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)的仿真數(shù)據(jù)或測試數(shù)據(jù)，并把仿真數(shù)據(jù)或測試數(shù)據(jù)分發(fā)給評估客戶端；n個評估客戶端每個用戶可以在客戶端選擇感興趣的性能指標(biāo)及評估算法，生成評估任務(wù)，向評估服務(wù)器提交任務(wù)，并接收評估服務(wù)器發(fā)送的仿真或測試數(shù)據(jù)，根據(jù)仿真和測試數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航性能評估以及可視化顯示；千兆以太網(wǎng)絡(luò)和實時光纖網(wǎng)絡(luò)，用來為評估服務(wù)器、客戶端、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、管理控制系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)、測試和試驗系統(tǒng)相互之間的數(shù)據(jù)交互提供支持；在事后評估模式時，評估的數(shù)據(jù)源通過以太網(wǎng)事先存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，供評估服務(wù)器和客戶端調(diào)用；在實時評估模式下，通過實時光纖網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行仿真系統(tǒng)、測試系統(tǒng)和評估服務(wù)器之間交換數(shù)據(jù)以保證實時性；事后評估模式也稱為"回放分析模式"，在該模式下，評估系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源是事先保存在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的，這些數(shù)據(jù)既可以是真實衛(wèi)星物理測試時得到的測試數(shù)據(jù)，也可以是衛(wèi)星仿真系統(tǒng)運(yùn)行得到的仿真數(shù)據(jù)；實時評估模式為在該模式下，評估系統(tǒng)可以實時獲取真實衛(wèi)星物理測試時得到的測試數(shù)據(jù)，或?qū)崟r獲取衛(wèi)星仿真系統(tǒng)運(yùn)行得到的仿真數(shù)據(jù)。如圖2所示，本發(fā)明的具體實現(xiàn)過程如下(D評估客戶端登陸評估服務(wù)器，評估服務(wù)器對客戶進(jìn)行權(quán)限驗證(密碼是否正確、是否有權(quán)限生成評估任務(wù))，然后經(jīng)過評估服務(wù)器從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中獲取性能指標(biāo)、評估算法資源列表；(2)評估客戶端選擇感興趣的性能指標(biāo)，以及算法，生成評估任務(wù)，向評估服務(wù)器發(fā)送評估任務(wù)請求。評估服務(wù)器把客戶端的評估任務(wù)信息存放進(jìn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一管理；(3)評估服務(wù)器根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的評估任務(wù)信息匯總仿真或測試數(shù)據(jù)需求，并將仿真或測試數(shù)據(jù)需求配置信息寫入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；(4)評估服務(wù)器向管理控制系統(tǒng)發(fā)送仿真或測試請求；(5)管理控制系統(tǒng)根據(jù)評估服務(wù)器的仿真或測試數(shù)據(jù)需求生成仿真或測試任務(wù)配置信息，寫入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，并向仿真或測試系統(tǒng)發(fā)送仿真或測試啟動命令；(6)仿真或測試系統(tǒng)向從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫獲得仿真或測試任務(wù)配置信息，開始啟動仿真或測試任務(wù)，并同時向管理控制系統(tǒng)發(fā)送仿真或測試開始消息；(7)管理控制系統(tǒng)接到仿真或測試開始消息后，向評估服務(wù)器端發(fā)送評估啟動命令；(8)評估服務(wù)器接到評估啟動命令后，開始獲取仿真或測試數(shù)據(jù)；(9)評估服務(wù)器從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫獲取評估任務(wù)信息，開始向評估客戶端分發(fā)仿真或測試數(shù)據(jù)，并同時向評估客戶端發(fā)送評估啟動命令；(10)評估客戶端獲取仿真或測試數(shù)據(jù)，并啟動評估任務(wù)，調(diào)用定義好的評估算法進(jìn)行評估，同時顯示評估結(jié)果。如圖3所示，本發(fā)明的評估客戶端實現(xiàn)如下7(1)用戶登錄評估服務(wù)器(2)從評估服務(wù)器中獲取已存在的性能指標(biāo)列表及評估算法；(3)選擇感興趣的性能指標(biāo)及評估算法；(4)生成評估任務(wù)，評估任務(wù)中包含需要評估的性能指標(biāo)和評估算法信息，以及評估模式；(5)向評估服務(wù)器發(fā)送評估任務(wù)；(6)等待接收評估服務(wù)器的評估任務(wù)啟動消息；(7)如果接收到評估任務(wù)啟動消息，則開始從評估服務(wù)器接收仿真或測試數(shù)據(jù)，如果沒有接收到評估任務(wù)啟動消息，則繼續(xù)等待；(8)根據(jù)選擇的評估算法和接收到的仿真或測試數(shù)據(jù)，開始運(yùn)行評估算法；(9)得到評估結(jié)果并顯示給用戶。如圖4所示，本發(fā)明的評估服務(wù)器實現(xiàn)如下(1)等待客戶端登錄；(2)如果有新的客戶端登錄，則從數(shù)據(jù)庫中查找已存在的性能指標(biāo)列表及相應(yīng)的評估算法，發(fā)送給該客戶端；評估算法采用XML語言定義了算法名稱，輸入輸出參數(shù)名稱、每個參數(shù)的時間長度及運(yùn)算過程函數(shù)名稱；(3)等待接收客戶端的評估任務(wù)；(4)接收到客戶端的評估任務(wù)后，根據(jù)評估任務(wù)確定需要仿真或測試系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)名稱、時間范圍、仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收方地址。具體過程仿真或測試系統(tǒng)需要提供的數(shù)據(jù)名稱即是評估算法中定義的輸入?yún)?shù)；仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的時間范圍應(yīng)大于或等于評估算法中每個輸入?yún)?shù)的時間范圍；評估任務(wù)中評估模式如果設(shè)置為實時模式，則仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收方地址是評估服務(wù)器的地址，如果是事后分析模式，則仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收方地址是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的地址。(5)根據(jù)(4)的結(jié)果生成仿真或測試請求，這個請求用來通知管理控制系統(tǒng)配置和啟動仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)。請求中包含的內(nèi)容仿真或測試數(shù)據(jù)名稱；仿真或測試數(shù)據(jù)時間范圍；仿真或測試數(shù)據(jù)的接收方數(shù)據(jù)庫或者評估服務(wù)器，如果接收方是數(shù)據(jù)庫，請求中應(yīng)包含數(shù)據(jù)庫地址、數(shù)據(jù)表名稱；如果接收方是評估服務(wù)器，請求當(dāng)中應(yīng)包含評估服務(wù)器ip地址、發(fā)送格式等，該系統(tǒng)要求發(fā)送格式包含仿真或測試開始時間、仿真或測試的衛(wèi)星信息以及仿真和測試數(shù)據(jù)；(6)如果評估任務(wù)中評估模式為實時模式，則等待接收仿真或測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；(7)接收到的數(shù)據(jù)后，根據(jù)不同的評估任務(wù)分發(fā)各個客戶端評估任務(wù)需要的數(shù)據(jù)；(8)如果是事后分析模式，則從數(shù)據(jù)庫中查找滿足任務(wù)需求的數(shù)據(jù)，并分發(fā)給客戶丄山順。如圖5所示，管理控制系統(tǒng)實現(xiàn)如下(1)接收評估服務(wù)的仿真或測試請求；(2)由仿真或測試數(shù)據(jù)的時間范圍，決定仿真或測試系統(tǒng)得運(yùn)行時間(大于并包含仿真或測試數(shù)據(jù)的時間范圍)(3)向仿真或測試系統(tǒng)發(fā)送仿真或測試系統(tǒng)運(yùn)行的配置信息，配置信息包含仿真或測試系統(tǒng)運(yùn)行的時間；數(shù)據(jù)名稱以及接收方地址—個實施案例對于一個給定的評估任務(wù)用戶想對用戶段中接收機(jī)誤碼率進(jìn)行評估，具體的實現(xiàn)過程如下(圖2顯示了一個評估任務(wù)流程)a)評估客戶端登陸評估服務(wù)器，評估服務(wù)器對客戶進(jìn)行權(quán)限驗證(密碼是否正確、是否有權(quán)限生成評估任務(wù))，然后經(jīng)過評估服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中獲取性能指標(biāo)、評估算法列表，包含了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)級、空間段、控制段、用戶段的性能指標(biāo)及其評估算法(參見后面的介紹)。b)評估客戶端選擇對用戶段中接收機(jī)誤碼率進(jìn)行評估，系統(tǒng)會要求用戶輸入評估起始時刻和結(jié)束時刻(以北斗時表示)，同時會通知用戶評估系統(tǒng)要求仿真或測試輸入原始導(dǎo)航電文的二進(jìn)制碼和接收機(jī)解碼出的導(dǎo)航電文的二進(jìn)制碼(這個輸入即是要求仿真或測試系統(tǒng)給出的數(shù)據(jù))。評估算法是利用接收機(jī)解碼出的導(dǎo)航電文中錯誤的比特數(shù)除以原始電文總的比特數(shù)，算法計算函數(shù)名為Error_rate(該函數(shù)已經(jīng)生成為DLL文件，DLL文件地址在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上)。用戶選擇評估模式為事后分析模式，數(shù)據(jù)源選擇為仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，確認(rèn)無誤后通過界面點擊按鈕向評估服務(wù)器提交評估任務(wù)。評估服務(wù)器把客戶端的評估任務(wù)存放進(jìn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一管理；c)評估服務(wù)器根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的評估任務(wù)信息匯總仿真或測試數(shù)據(jù)需求，對于接收機(jī)誤碼率的評估，需要提供b)中用戶設(shè)置的評估起始時刻和結(jié)束時刻內(nèi)的原始導(dǎo)航電文的二進(jìn)制碼和接收機(jī)解碼出的導(dǎo)航電文的二進(jìn)制碼，評估服務(wù)器將此需求配置信息寫入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；d)評估服務(wù)器向管理控制系統(tǒng)發(fā)送仿真數(shù)據(jù)請求；e)管理控制系統(tǒng)根據(jù)評估服務(wù)器的仿真數(shù)據(jù)需求生成仿真任務(wù)配置信息需要仿真系統(tǒng)從評估起始時刻和結(jié)束時刻內(nèi)運(yùn)行，數(shù)據(jù)接收方為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器ip地址，將此配置信息保存置數(shù)據(jù)庫并向仿真系統(tǒng)發(fā)送仿真系統(tǒng)啟動命令；f)仿真系統(tǒng)向從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫獲得仿真或測試任務(wù)配置信息，開始啟動仿真任務(wù)(即開始產(chǎn)生原始導(dǎo)航電文的二進(jìn)制碼和接收機(jī)解碼出的導(dǎo)航電文的二進(jìn)制碼)，并同時向管理控制系統(tǒng)發(fā)送仿真開始消息，仿真運(yùn)行開始后把數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；g)管理控制系統(tǒng)接到仿真開始消息后，向評估服務(wù)器端發(fā)送評估啟動命令；h)評估服務(wù)器接到評估啟動命令后，開始從數(shù)據(jù)庫中獲取原始導(dǎo)航電文的二進(jìn)制碼和接收機(jī)解碼出的導(dǎo)航電文的二進(jìn)制碼數(shù)據(jù)；i)評估服務(wù)器從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫獲取評估任務(wù)，開始向評估客戶端分發(fā)仿真數(shù)據(jù)，并同時向評估客戶端發(fā)送評估啟動命令；j)評估客戶端獲取數(shù)據(jù)，并啟動評估任務(wù)，調(diào)用定義好的評估算法進(jìn)行評估評估算法的實現(xiàn)函數(shù)信息保存在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，用戶先從數(shù)據(jù)庫下載到該實現(xiàn)函數(shù)的DLL文件，再執(zhí)行該DLL文件，統(tǒng)計接收機(jī)解碼出的導(dǎo)航電文中錯誤的比特數(shù)和原始電文總的比特數(shù)，兩者相除，得到用戶接收機(jī)誤碼率。計算結(jié)果最終顯示在用戶界面上。上面的例子中數(shù)據(jù)源是仿真系統(tǒng)，如果數(shù)據(jù)源換做是測試系統(tǒng)，則d-g)步驟為d)評估服務(wù)器向管理控制系統(tǒng)發(fā)送測試數(shù)據(jù)請求；e)管理控制系統(tǒng)根據(jù)評估服務(wù)器的試數(shù)據(jù)需求生成測試任務(wù)配置信息需要測試系統(tǒng)從評估起始時刻和結(jié)束時刻內(nèi)運(yùn)行，數(shù)據(jù)接收方為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器ip地址，將此配置信息保存置數(shù)據(jù)庫并向測試系統(tǒng)發(fā)送測試系統(tǒng)啟動命令；f)測試系統(tǒng)向從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫獲得測試任務(wù)配置信息，開始啟動測試任務(wù)(即開始產(chǎn)生原始導(dǎo)航電文的二進(jìn)制碼和接收機(jī)解碼出的導(dǎo)航電文的二進(jìn)制碼)，并同時向管理控制系統(tǒng)發(fā)送測試開始消息，測試運(yùn)行開始后把數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；g)管理控制系統(tǒng)接到測試開始消息后，向評估服務(wù)器端發(fā)送評估啟動命令；如果用戶選擇實時評估模式，則f)中測試或仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不再保存到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，而是直接按評估服務(wù)器指定的格式發(fā)送給評估服務(wù)器，評估服務(wù)器再分發(fā)給客戶端。其它步驟類同。本發(fā)明導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫中預(yù)置了很多種評估指標(biāo)信息及其典型評估算法，這些包含了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)級、空間段、控制段、用戶段的性能指標(biāo)及其評估算法。實際用戶使用時可以選定幾個感興趣的指標(biāo)及其算法進(jìn)行評估，甚至可以利用系統(tǒng)指定的定義接口，通過客戶端定義新的性能指標(biāo)或評估算法，添加到數(shù)據(jù)庫，日后別的用戶也可以很方便的查詢到這種新定義的性能指標(biāo)及評估算法。對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)級的評估包括系統(tǒng)定位精度、系統(tǒng)測速精度等的評估；空間段評估分為星座性能評估、導(dǎo)航信號性能評估兩大部分星座性能評估模塊包括星座連續(xù)覆蓋性能、構(gòu)形保持能力、冗余維持能力、自主導(dǎo)航能力評估等，導(dǎo)航信號性能評估模塊包括衛(wèi)星信號誤碼率評估、衛(wèi)星測距碼性能等；控制段評估主要表現(xiàn)為對等效測距精度的評估，具體包括預(yù)報星歷精度、預(yù)報星載時鐘參數(shù)精度、電離層測量精度、對流層測量精度、電離層修正殘差、對流層修正殘差、海潮和固體潮修正殘差、衛(wèi)星軌道測量精度等；用戶段評估主要表現(xiàn)為對用戶接收機(jī)進(jìn)行性能評估，主要性能評估模塊冷/溫/熱啟動時間、重捕時間、接收機(jī)接收信號功率范圍、接收機(jī)誤碼率、接收機(jī)偽距測量精度、接收機(jī)RAIM能力評估等。評估算法最終體現(xiàn)在對每個性能指標(biāo)的評估原理和評估方案上，下面給出了本發(fā)明導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)中默認(rèn)支持的部分性能指標(biāo)的評估原理、評估方案和評估參數(shù)，其中評估參數(shù)體現(xiàn)了評估算法的輸入和輸出，而評估原理、評估方案描述了典型的評估算法實現(xiàn)過程。這些性能指標(biāo)和評估算法只是個示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要來增加。系統(tǒng)定位精度評估模塊系統(tǒng)定位精度用于描述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的測量位置與理論位置的偏離程度。1.評估原理與模型(1)位置誤差定義為Ax(ti)=x(ti)-x。/eT(1)其中x(ti)為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)統(tǒng)各個衛(wèi)星的測量位置向量，而x。為理論位置向量，ti表示第i個時刻。(2)距離誤差定義為d(,,)=V崎,fer(2)(3)位置誤差均值定義為1r—1"^Z紳,)(3)其中，T表示計算周期。(4)位置協(xié)方差定義為2^Al;Ax0,)AxC(4)7-l,=o(5)距離方差定義為O"2=^"j"Z崎;)r崎,.)(5)(6)置信水平定義為^=P(如0,fAx")So";/e"(6)a3(T=P(VAxO,;fAx(0《3cr;/e"(7)其中，P()表示概率運(yùn)算。2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到觀測歷元序列ti，/eT^0,l，…,r—1}。利用公式(1)(7)可以估計給定點x。處的位置誤差、距離誤差、位置誤差均值、位置協(xié)方差、距離方差和置信水平。給定區(qū)域D，可以得到位置網(wǎng)格d，^,/^)eD，weM={0,l,'",M—l}，"e7V={0,l，."，iV—l}"eS={0,V"，S—1}其中Am，^,hs分別表示地球上某點的經(jīng)度、緯度、高度。利用公式(1)(7)。可以估計給定網(wǎng)格點X。(入m，^,h》處的位置誤差、距離誤差、位置誤差均值、位置協(xié)方差、距離方差和置信水平。進(jìn)行評估時，在一個回歸周期內(nèi)對定位精度的各項指標(biāo)進(jìn)行評估，通常即可滿足對定位精度的評估要求。3.評估參數(shù)表-27定位精度評估參數(shù)定位精度參數(shù)來源/去向說明11<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>0127]系統(tǒng)測速精度評估模塊0128]用于評估系統(tǒng)測定的載體理論速度與載體測:0129]1.評估原理與模型0130](1)速度誤差0131]Av(ti)=v(t》-v0(ti)/eT:0132]其中V(t》為每顆衛(wèi)星對載體的測量速度向:向量，ti表示第i個時刻。O133](2)速度值誤差0134]AV")=VAv"fAv(X)O135](3)速度誤差均值t速度的偏離程度:(8):，v。(t》每顆衛(wèi)星對載體理論速度(9):0136]0137]0138]0139]0140]:0141]:0142](4)速度協(xié)方差(10)r—1~0(5)速度值方差(6)置信水平<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>[OH4]2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，ier={o,i,,r-i}。利用軌跡發(fā)生器產(chǎn)生載體的位置x。(ti)和速度信息v。(ti)，利用公式(8)(14)，可以估計入航線上的速度誤差、速度值誤差、速度誤差均值、速度協(xié)方差、速度值方差和置信水平。3.評估參數(shù)表-28系統(tǒng)測速精度評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>星座連續(xù)覆蓋性能評估1.評估原理與模型由于衛(wèi)星的星下點軌跡直接關(guān)系到衛(wèi)星對觀測點的覆蓋情況，衛(wèi)星在旋轉(zhuǎn)地球上的星下點軌跡方程為(ts=arcsin(sin(i)Xsin(9))(15)-180°(—180°^6^90°)4=A+arctan(cos(/)x柳))-j0°(0°"2卯°)(16)其中C^是衛(wèi)星星下點的緯度；As是衛(wèi)星星下點的經(jīng)度；i是衛(wèi)星軌道傾角；入。是升交點的經(jīng)度；9是t時刻衛(wèi)星與升交點之間的角距；t是飛行時間；"e是地球自轉(zhuǎn)角速度；±分別用于順行軌道和逆行軌道。設(shè)地面觀測點的經(jīng)緯度分別為A。、小。，衛(wèi)星星下點的經(jīng)緯度分別為As、cj3s。e為觀測點對衛(wèi)星的最小觀測仰角，星下覆蓋區(qū)對應(yīng)的地球中心角Y(覆蓋地心角)為足;k=arccos仰角e為g=arccoscose-sm;r(17)(18)式中，&為地球半徑，h為衛(wèi)星軌道高度?？梢姾瘮?shù)為(19)16^〇e<;其中emin為最小觀測仰角的最小值。2.評估方案(1)單點覆蓋性能給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，feT—0,l，…，r-"。利用公式(15)(19)可以估計給定點x。處ti時刻衛(wèi)星是否可見；通過對所有衛(wèi)星的可見性進(jìn)行統(tǒng)計，可得給定點x。(A。，p。)處ti時刻的覆蓋重數(shù)；統(tǒng)計給定觀測時間內(nèi)x。處的覆蓋重數(shù)，可得到最大覆蓋重數(shù)、最小覆蓋重數(shù)和平均覆蓋重數(shù)。統(tǒng)計給定點x。(A。，p。)一段時間內(nèi)的覆蓋情況，可得到時間覆蓋百分比、最大時間覆蓋間隔、平均時間覆蓋間隙等。進(jìn)行評估時，在一個回歸周期內(nèi)對給定點x。處的覆蓋性能的各項指標(biāo)進(jìn)行評估，通常即可滿足評估要求。(2)區(qū)域覆蓋性能給定區(qū)域D，可以得到位置網(wǎng)格(4,A,/^)eA附eM二(0,l，…,M—1},"￡岸={0,1，.",^-1}^￡^={0,1,'.、5—1}網(wǎng)格采樣間隔為^=(A^AP,AW;給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，/eT—0，l，…，:r-l)。利用公式(15)(19)可以估計給定點網(wǎng)格點(Am，^,h》處ti時刻衛(wèi)星是否可見；通過對所有衛(wèi)星的可見性進(jìn)行統(tǒng)計，可得給定網(wǎng)格點(Am，％,hs)處ti時刻的覆蓋重數(shù)以及在當(dāng)前場景時刻，相對于整體覆蓋區(qū)域的區(qū)域覆蓋百分比；統(tǒng)計給定區(qū)域D和給定觀測時間內(nèi)的覆蓋重數(shù)，可得到最大覆蓋重數(shù)、最小覆蓋重數(shù)、平均覆蓋重數(shù)等。進(jìn)行評估時，在一個回歸周期內(nèi)對給定區(qū)域D的覆蓋性能的各項指標(biāo)進(jìn)行評估，通常即可滿足評估要求。3.評估參數(shù)表-1單點覆蓋性能評估參數(shù)14<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>構(gòu)形保持能力評估模塊1.評估原理與模型對于所有顆衛(wèi)星，在一定時間內(nèi)計算其位置誤差均值A(chǔ)=XZ[xi("，z')-("，0](20)其中x。(n，i)，Xl(n，i)分別是衛(wèi)星的理論位置和實際位置，N表示衛(wèi)星個數(shù)，T表示計算周期。2.評估方案給定時間起始?xì)v元ts、結(jié)束歷元^和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，/eT-(0，l,…,r-l)。給定觀測歷元內(nèi)所有衛(wèi)星的理論位置和實際位置，利用公式(20)可以估計星座整體的位置平均偏差。進(jìn)行評估時，在一個回歸周期內(nèi)對星座整體的位置平均偏差進(jìn)行評估，通常即可滿足評估要求。3.評估參數(shù)表-6構(gòu)形保持能力評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>冗余維持能力評估模塊1.評估原理與模型當(dāng)衛(wèi)星出現(xiàn)故障時，區(qū)域平均可用性概率變化量定義為Sr=u。-uf(21)式中f，。分別為存在故障衛(wèi)星和不存在故障衛(wèi)星時的區(qū)域平均可用性概率。2.評估方案給定區(qū)域D，可以得到位置網(wǎng)格(4，％A)eA附e7y^(0,l,…,M—l}，"eiV={0,l,...,JV—l}je^={0,l,.",S—l}網(wǎng)格采樣間隔為^=(AA,Ap,A/0;給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，/e:r—o,i,…,:r-1}。利用公式(2i)可以估計給定點網(wǎng)格點(、，％,hs)處ti時刻的GDOP(測距誤差放大倍數(shù)因子)值，給定閾值GDOPth，利用統(tǒng)計方法可得觀測時間內(nèi)所有網(wǎng)格點GDOP〈GDOPth的百分比y。；設(shè)置衛(wèi)星故障，并視為始終不可見，再利用同樣方法獲得GDOP〈GDOPth的百分比yf;利用公式(21)可得區(qū)域平均覆蓋率變化量。進(jìn)行評估時，在一個回歸周期內(nèi)對給定區(qū)域D內(nèi)GDOP值進(jìn)行統(tǒng)計評估，通常即可滿足評估要求。3.評估參數(shù)表-5冗余維持能力評估參數(shù)冗余維持能力參數(shù)數(shù)據(jù)來源說明用戶輸入用大地測量坐標(biāo)系給出待評估區(qū)域的理論位置，結(jié)構(gòu)體中給出區(qū)域的左上前點和右下后點用戶輸入用大地測量坐標(biāo)系給出位置采樣間隔5*v—pay仿真或測試輸入評估時間內(nèi)，所有衛(wèi)星的位置用戶輸入最觀測小仰角。.用戶輸入用北斗時(BDT)給出評估起始時刻用戶輸入用北斗時(BDT)給出評估結(jié)束時刻//we/她rra/用戶輸入以為單位給出評估的時間采樣間隔顯示輸出區(qū)域覆蓋可用性概率變化量自主導(dǎo)航能力評估模塊1.評估原理與模型設(shè)定自主運(yùn)行的衛(wèi)星，考察自主導(dǎo)航情況下，衛(wèi)星的GDOP、覆蓋性能、空間構(gòu)圖性能以及構(gòu)形保持能力、衛(wèi)星位置偏差等。172.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te;統(tǒng)計給定該時間段內(nèi)自主運(yùn)行衛(wèi)星的GD0P、覆蓋性能、空間構(gòu)圖性能以及構(gòu)形保持能力、衛(wèi)星位置偏差等指標(biāo)隨時間的變化情況。3.評估參數(shù)表-7衛(wèi)星自主導(dǎo)航能力評估參數(shù)衛(wèi)星自主導(dǎo)航能力參數(shù)數(shù)據(jù)來源說明/i,—加rt用戶輸入用北斗時(BDT)給出評估起始時刻用戶輸入用北斗時(BDT)給出評估結(jié)束時刻a咖wzWex仿真或測試輸入自主運(yùn)行衛(wèi)星編號顯示輸出GDOPcovgr—jte7"/or謹(jǐn)wc6顯示輸出覆蓋性能covc—/c;/w扁wcg顯示輸出空間構(gòu)圖性能顯示輸出構(gòu)形保持能力顯示輸出衛(wèi)星位置偏差衛(wèi)星信號誤碼率評估模塊1.評估原理與模型信號的誤碼率定義為r=J(22)其中Nf，N分別是導(dǎo)航電文中錯誤的比特數(shù)和總的比特數(shù)。2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te;給定該時間段內(nèi)理論導(dǎo)航電文和衛(wèi)星解碼后的導(dǎo)航電文，統(tǒng)計總比特數(shù)和錯誤的比特數(shù)，利用公式(22)式可以估計衛(wèi)星信號誤碼率。3.評估參數(shù)表-8衛(wèi)星信號誤碼率評估參數(shù)18<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>衛(wèi)星測距碼性能評估模塊1.評估原理與模型通常通過分析導(dǎo)航測距碼的自相關(guān)性和互相關(guān)性來評估測距碼的性能。設(shè)x(t)，y(t)為兩組測距碼，則它們的互相關(guān)函數(shù)Rxy")定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>測距碼x(t)的自相關(guān)函數(shù)R,")定義為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>2.評估方案給定測距碼序列，根據(jù)公式(23)(24)式即可得到測距碼序列的互相關(guān)序列和自相關(guān)序列。3.評估參數(shù)表-1測距碼性能評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>預(yù)報星歷精度評估模塊1.評估原理與模型預(yù)報星歷精度定義為Ax(t)=xjt)-x。(t)(25)其中x。(t)，Xl(t)分別為t時刻的衛(wèi)星真實位置和由預(yù)報星歷計算出來的預(yù)報位置。則在一定時間范圍內(nèi)(T)預(yù)報星歷誤差的均方誤差為cr2，》Ax(((26)預(yù)報星歷誤差包含了定軌誤差，預(yù)報誤差和星歷擬合誤差，是衡量系統(tǒng)性能的主由預(yù)報星歷計算衛(wèi)星位置的步驟如下a)計算t時刻衛(wèi)星的真近點角u和衛(wèi)星相對升交點角距小計算平均運(yùn)動角速度n和平近點角M，G為萬有引力參數(shù)，a為加速度。=^GM/a3(27)M=M0+(n+An)(t_toe)(28)b)利用開普勒方程迭代公式計算偏近點角E，當(dāng)|Ei+1-Ei|<I=10—12時停止迭代(e為軌道偏心率)Ei+1=M+esinEi，E0=M(29)c)計算真近點角u和升交點角距(K其中m=arctan-sin五(30)小=u+w(31)"為衛(wèi)星角速度。d)計算攝動改正項Sr=Crccos24+Crssin2小(32)Si=Ciccos2(t+Cissin2小(33)Su=Cuccos2小+CUSsin2小(34)e)計算改正后的向徑、真近點角、軌道傾角和升交點經(jīng)度r=a(l_ecosE)+Sr(35)u'=u+Su(36)i=i。+i(t—t。e)+Si(37)Q=Q0+(Q-"e)(t-toe)-"etoe(38)f)計算衛(wèi)星在軌道平面坐標(biāo)系中的位置x=rcosu，y=rsi皿(39)g)計算衛(wèi)星在地固系WGS-84中的位置X=xcosQ-ycosisinQ(40)Y=xsinQ+ycosicosQ(41)Z=ysini(42)2.評估方案給定時間起始?xì)v元ts、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，/er={o,i,-",r.1}。利用公式(25)步利用公式(25)(42)可以得到由預(yù)報星歷計算出的衛(wèi)星位置，進(jìn)一(42)可以從衛(wèi)星位置誤差的角度估計預(yù)報星歷的誤差。進(jìn)行評估時，個更新周期內(nèi)對預(yù)報星歷進(jìn)行評估。3.評估參數(shù)表-2預(yù)報星歷精度評估參數(shù)預(yù)報星歷精度<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>預(yù)報星載時鐘參數(shù)精度評估模塊1.評估原理與模型預(yù)報星載時鐘誤差定義為預(yù)報星鐘誤差與真實星鐘誤差的偏離程度。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(43)其中At"、At'依次為衛(wèi)星預(yù)報星鐘誤差和真實星鐘誤差。預(yù)測星載時鐘誤差<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(44)其中，a。、ai、a2為衛(wèi)星鐘改正參數(shù)，t、t。。依次為系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時、衛(wèi)星時鐘參數(shù)對應(yīng)的參考時刻。實際星載時鐘誤差<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>其中，t。為衛(wèi)星鐘面時刻。則在一定時間范圍內(nèi)預(yù)報星載時鐘參數(shù)精度用均方誤差衡量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>2.評估方案給定評估起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，ZeT—0,l,…，r-l)。利用公式(43)(46)可以實現(xiàn)對預(yù)報星載時鐘精度的評估。3.評估參數(shù)表-9預(yù)報星載時鐘精度評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>電離層測量精度評估模塊3.評估原理與模型電離層測量誤差定義為Adr(t)=A巧(t)-Ar。(t)(47)其中Ar。(t)，A巧(t)分別為t時刻的實際電離層延遲量和地面測量擬合的電離層延遲量。則在一定時間范圍內(nèi)電離層測量誤差的均方誤差為一^iX0『(48)J,=12.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，/el^(O,l,…,:r-0。利用公式(47)(48)可以評估地面對電離層的測量精度。3.評估參數(shù)表-12電離層測量精度評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>對流層測量精度評估模塊1.評估原理與模型對流層測量精度定義為dr(t)=A巧(t)-Ar。(t)(49)其中Ar。(t)，Ari(t)分別為t時刻的實際對流層的延遲和地面測量的對流層延遲。則對流層測量誤差的均方誤差為一4tlH0『(50)2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，/eT"0,l,…,:T-l)。利用公式(49)(50)可以評估對流層測量精度。3.評估參數(shù)表-13對流層測量精度評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>電離層修正殘差評估模塊1.評估原理與模型電離層修正殘差定義為Adr(t)=A巧(t)-Ar。(t)(51)其中Ar。(t)，Ari(t)分別為t時刻的實際電離層延遲量和經(jīng)電離層模型改正的電離層延遲量。則在一定時間范圍內(nèi)電離層模型修正殘差的均方誤差為^4力lA辟,)『(52)2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，^丁={0,1,，7-1}。利用公式(51)(52)可以評估電離層模型的校正精度。3.評估參數(shù)表-19電離層模型修正殘差評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>對流層修正殘差評估模塊1.評估原理與模型對流層修正殘差定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>其中Ar。(t)，Ari(t)分別為t時刻的實際對流層的延遲和經(jīng)過某對流層模型修正的延遲。則某對流層模型修正殘差的均方誤差為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，k:r—o,i，…,r-1}。利用公式(53)(54)可以評估對流層模型的校正精度。3.評估參數(shù)表-20對流層模型修正殘差評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>coT6"et/一error顯示輸出修正殘差平均值顯示輸出修正殘差均方差海潮和固體潮修正殘差評估模塊1.評估原理與模型海潮和固體潮修正殘差定義為dr(t)=A巧(t)-Ar。(t)(55)其中Ar。(t)，A巧(t)分別為t時刻的實際海潮和固體潮的延遲和經(jīng)過海潮和固體潮模型修正的延遲。則某海潮和固體潮模型修正殘差的均方誤差為0"2=73一,)||(56)2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，/er-(0,l,…,:r-ll。利用公式(55)(56)可以評估海潮和固體潮修正精度。3.評估參數(shù)表-21海潮和固體潮模型修正殘差評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>衛(wèi)星軌道測量精度評估模塊1.評估原理與模型定義衛(wèi)星軌道測量誤差A(yù)x(t)=Xi(t)-x。(t)(57)其中x。(t)，Xl(t)分別為t時刻衛(wèi)星的測量位置和實際位置。則在一定時間范圍內(nèi)衛(wèi)星軌道測量誤差的均方誤差為^4力MO『(58)2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，feT—0,l,…,r-1}。利用公式(57)(58)可以估計衛(wèi)星的軌道測量誤差。進(jìn)行評估時，在一個回歸周期內(nèi)對衛(wèi)星的軌道測量誤差的均方誤差進(jìn)行評估，通常即可滿足評估要求。3.評估參數(shù)表-11衛(wèi)星軌道測量精度評估參數(shù)衛(wèi)星軌道測量精度參數(shù)數(shù)據(jù)來源說明ri附e—加W用戶輸入用北斗時(BDT)給出評估起始時刻用戶輸入用北斗時(BDT)給出評估結(jié)束時刻用戶輸入以為單位給出評估的時間采樣間隔仿真或測試輸入評估時間內(nèi)，衛(wèi)星的測量位置一—pew仿真或測試輸入評估時間內(nèi)，衛(wèi)星的實際位置slor/ii_error顯示輸出衛(wèi)星軌道測量誤差sor/it—error—Kar顯示輸出衛(wèi)星軌道測量誤差均方差冷、溫、熱啟動時間、重捕獲時間評估模塊1.評估原理與模型冷啟動時間定義為接收機(jī)在不知道星歷、歷書、時間和位置的情況下的開機(jī)，到接收機(jī)能夠正常定位的時間。tcold—twork_tstart(59)其中tstart，tWOTk，t。。ld依次為接收機(jī)冷啟動時的開機(jī)時刻，接收機(jī)正常定位時刻和接收機(jī)冷啟動時間。溫啟動時間定義為接收機(jī)在不知道星歷，但存有歷書、時間和位置的情況下開機(jī)，到接收機(jī)能夠正常定位的時間。twarm—twork_tstart(60)其中tstart，tw。to，twa依次為接收機(jī)溫啟動時的開機(jī)時刻，接收機(jī)正常定位時刻和接收機(jī)溫啟動時間。熱啟動時間定義為接收機(jī)在存有星歷、歷書、時間和位置的情況下開機(jī)，到接收機(jī)能夠正常定位的時間。th。t=tw。rk-tstart(61)其中tstart，tWOTk，th。t依次為接收機(jī)熱啟動時的開機(jī)時刻，接收機(jī)正常定位時刻和接收機(jī)熱啟動時間。27重捕獲時間定義為接收機(jī)因信號遮擋等原因失鎖到接收機(jī)重新捕獲信號的時間treacquision—treacqi_tlost(62)其中tl。st，trea。qi，trea。quisi。n依次為接收機(jī)失鎖時刻，接收機(jī)重捕獲時刻和接收機(jī)重捕獲時間。2.評估方案接收機(jī)分別在冷啟動、溫啟動和熱啟動的情況下開機(jī)，同時分別記錄冷啟動開機(jī)時刻和冷啟動情況下接收機(jī)正常定位時刻，溫啟動開機(jī)時刻和溫啟動情況下接收機(jī)正產(chǎn)定位時刻，以及熱啟動開機(jī)時刻和熱啟動情況下接收機(jī)正常定位時刻。分別依據(jù)公式(59)(61)可得到接收機(jī)的冷啟動時間、溫啟動時間、熱啟動時間。對多次測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計，可得到接收啟動時間的平均值和均方誤差。在接收機(jī)正常工作后，因為信號遮擋等原因發(fā)生信號失鎖，記錄此時接收機(jī)的失鎖時刻和信號重捕獲時刻，依據(jù)公式(62)可得到接收機(jī)重捕獲時間。3.評估參數(shù)表-14冷、溫、熱啟動時間、重捕獲時間評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>接收機(jī)接收信號功率范圍評估模塊1.評估原理與模型評估接收機(jī)接收信號功率范圍定義為接收機(jī)信號接收的適用功率范圍，由最小接收功率和最大接收功率來確定。2.評估方案從小到大增加衛(wèi)星下行信號的發(fā)射功率，記錄接收機(jī)能夠正常工作的范圍。3.評估參數(shù)表-15接收機(jī)接收功率范圍評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>接收機(jī)誤碼率評估模塊1.評估原理與模型接收機(jī)誤碼率定義為r=J(63)TV其中Nf，N分別是接收機(jī)解碼出的導(dǎo)航電文中錯誤的比特數(shù)和原始電文總的比特數(shù)。2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元te，記錄理論導(dǎo)航電文和接收機(jī)解碼后的導(dǎo)航電文，利用公式(63)可以估計接收機(jī)解碼的誤碼率。3.評估參數(shù)表-16接收機(jī)誤碼率評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>接收機(jī)偽距測量精度評估模塊1.評估原理與模型接收機(jī)偽距測量誤差定義為Ar(t)=r!(t)-r。(t)(64)其中r。(t)，巧(t)分別為t時刻的理論偽距和接收機(jī)實際測量偽距。則在一定時間范圍內(nèi)接收機(jī)偽距測量誤差的均方誤差為"2=^i>"0|2(65)2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、結(jié)束歷元^和時間采樣間隔At，可以得到歷元序列ti，/eT—0,l,…,r-1}。對理論偽距和接收機(jī)解算的偽距，利用公式(64)(65)可以評估由接收機(jī)熱噪聲帶來的偽距測量誤差。3.評估參數(shù)表-17接收機(jī)偽距測量精度評估參數(shù)接收機(jī)偽距測量精度參數(shù)數(shù)據(jù)來源說明一用戶輸入用北斗時(BDT)給出評估起始時刻用戶輸入用北斗時(BDT)給出評估結(jié)束時刻用戶輸入以ws為單位給出評估的時間采樣間隔30<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>)其中HAL為水平報警門限，VAL為垂直報警門限，HPL為水平保護(hù)級別，VPL為垂直保護(hù)級別。則虛警率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage31</formula>(2)漏警率定義漏警函數(shù)則漏警率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage31</formula>(3)完好性風(fēng)險R二R丄+R2(70)2.評估方案給定時間起始?xì)v元、、時間采樣間隔At和回歸周期數(shù)P，可以得到單個周期內(nèi)的時間采樣數(shù)T和歷元序列(ti，pj)，/el^(0,l,…，r—1}，乂￡"={0,1,...，尸-1};給定周期內(nèi)衛(wèi)星故障出現(xiàn)延遲St、衛(wèi)星的狀態(tài)持續(xù)時間Atp，假定故障與正常狀態(tài)交互出現(xiàn)，可以得到第m顆衛(wèi)星第j周期第k個狀態(tài)的起始時間為tm(Pj，fk)=ts+jXSt+kXAtF，Ael={0,l,,《-1}。仿真系統(tǒng)給出的第m顆衛(wèi)星第j個周期內(nèi)的狀態(tài)變化時間序列為r(p,.，an)，"eW—0,l,…,iV-1}。利用公式(66)(70)對接收機(jī)的自主完好性進(jìn)行評估。記錄報警時間序列進(jìn)行統(tǒng)計分析可以得到平均報警時間及其方差。進(jìn)行評估時，給定水平告警門限HAL和垂直告警門限VAL，在多個回歸周期內(nèi)對系統(tǒng)的完好性指標(biāo)進(jìn)行評估，通常取P=△tF/△t即可滿足對定位精度評估要求，△tF應(yīng)大于最大報警時間，St為At的整數(shù)倍。3.評估參數(shù)表-18接收機(jī)RAIM能力評估參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。權(quán)利要求一種具有可配置管理與運(yùn)行機(jī)制的自主導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)，其特征在于所述的評估系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，包括如下管理控制系統(tǒng)，管理與協(xié)調(diào)控制整個性能評估系統(tǒng)的運(yùn)行，根據(jù)評估服務(wù)器的仿真或測試請求，生成仿真或測試配置信息并啟動仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)，同時向評估服務(wù)器發(fā)送評估任務(wù)啟動消息；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，作為評估數(shù)據(jù)源以及相關(guān)配置的數(shù)據(jù)倉儲，用來存儲仿真系統(tǒng)得到的仿真數(shù)據(jù)、測試系統(tǒng)得到的測試數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)，及管理控制系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)，還包含客戶端的評估任務(wù)信息；評估服務(wù)器，接收并匯總評估客戶端的評估任務(wù)和評估算法，向管理控制系統(tǒng)提出仿真和測試數(shù)據(jù)請求，并接收管理控制系統(tǒng)評估任務(wù)的啟動信息，及來自于仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)的仿真數(shù)據(jù)或測試數(shù)據(jù)，并把仿真數(shù)據(jù)或測試數(shù)據(jù)分發(fā)給評估客戶端；多個評估客戶端用戶可以在客戶端選擇感興趣的性能指標(biāo)及評估算法，生成評估任務(wù)，向評估服務(wù)器提交任務(wù)，并接收評估服務(wù)器發(fā)送的仿真或測試數(shù)據(jù)，根據(jù)仿真和測試數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航性能評估以及可視化顯示；千兆以太網(wǎng)絡(luò)和實時光纖網(wǎng)絡(luò)，用來為評估服務(wù)器、客戶端、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、管理控制系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)、測試和試驗系統(tǒng)相互之間的數(shù)據(jù)交互提供支持；在事后評估模式時，評估的數(shù)據(jù)源通過以太網(wǎng)事先存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，供評估服務(wù)器和客戶端調(diào)用；在實時評估模式下，通過實時光纖網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行仿真系統(tǒng)、測試系統(tǒng)和評估服務(wù)器之間交換數(shù)據(jù)以保證實時性；所述事后評估模式也稱為“回放分析模式”，在該模式下，評估系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源是事先保存在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的，這些數(shù)據(jù)既可以是真實衛(wèi)星物理測試時得到的測試數(shù)據(jù)，也可以是衛(wèi)星仿真系統(tǒng)運(yùn)行得到的仿真數(shù)據(jù)；所述實時評估模式為在該模式下，評估系統(tǒng)可以實時獲取真實衛(wèi)星物理測試時得到的測試數(shù)據(jù)，或?qū)崟r獲取衛(wèi)星仿真系統(tǒng)運(yùn)行得到的仿真數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可配置管理與運(yùn)行機(jī)制的自主導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)，其特征在于所述評估客戶端實現(xiàn)如下(1)從評估服務(wù)器中獲取已存在的性能指標(biāo)列表及評估算法；(2)選擇感興趣的性能指標(biāo)及評估算法；(3)生成評估任務(wù)，評估任務(wù)中包含需要評估的性能指標(biāo)、評估算法信息及評估模式；(4)向評估服務(wù)器發(fā)送評估任務(wù)；(5)等待接收評估服務(wù)器的評估任務(wù)啟動消息；(6)如果接收到評估任務(wù)啟動消息，則開始從評估服務(wù)器接收仿真或測試數(shù)據(jù)，如果沒有接收到評估任務(wù)啟動消息，則繼續(xù)等待；(7)根據(jù)選擇的評估算法和接收到的仿真或測試數(shù)據(jù)，開始運(yùn)行評估算法；(8)得到評估結(jié)果并顯示給用戶。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可配置管理與運(yùn)行機(jī)制的自主導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)，其特征在于所述評估服務(wù)器實現(xiàn)如下(1)如果有新的客戶端登錄，則從數(shù)據(jù)庫中查找已存在的性能指標(biāo)列表及相應(yīng)的評估算法，發(fā)送給該客戶端；(2)等待接收客戶端的評估任務(wù)；(3)接收到客戶端的評估任務(wù)后，根據(jù)評估任務(wù)確定需要仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)名稱、時間范圍、仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收方地址，仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)需要提供的數(shù)據(jù)名稱即是評估算法中定義的輸入?yún)?shù)；仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的時間范圍應(yīng)大于或等于評估算法中每個輸入?yún)?shù)的時間范圍；評估任務(wù)中評估模式如果設(shè)置為實時模式，則仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收方地址是評估服務(wù)器的地址，如果是事后分析模式，則仿真或測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收方地址是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的地址。(4)根據(jù)(3)的結(jié)果生成仿真或測試請求，這個請求用來通知管理控制系統(tǒng)配置和啟動仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)，請求中包含的內(nèi)容仿真或測試數(shù)據(jù)名稱；仿真或測試數(shù)據(jù)時間范圍；仿真或測試數(shù)據(jù)的接收方數(shù)據(jù)庫或者評估服務(wù)器，如果接收方是數(shù)據(jù)庫，請求中應(yīng)包含數(shù)據(jù)庫地址、數(shù)據(jù)表名稱；如果接收方是評估服務(wù)器，請求當(dāng)中應(yīng)包含評估服務(wù)器IP地址、發(fā)送格式，該系統(tǒng)要求發(fā)送格式包含仿真或測試開始時間、仿真或測試的衛(wèi)星信息以及仿真和測試數(shù)據(jù)；(5)如果評估任務(wù)中評估模式為實時模式，則等待接收仿真或測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；(6)接收到的數(shù)據(jù)后，根據(jù)不同的評估任務(wù)分發(fā)各個客戶端評估任務(wù)需要的數(shù)據(jù)；(7)如果是事后分析模式，則從數(shù)據(jù)庫中查找滿足任務(wù)需求的數(shù)據(jù)，并分發(fā)給客戶端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可配置管理與運(yùn)行機(jī)制的自主導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)，其特征在于所述管理控制系統(tǒng)實現(xiàn)如下(1)接收評估服務(wù)的仿真或測試請求；(2)由仿真或測試數(shù)據(jù)的時間范圍，決定仿真或測試系統(tǒng)的運(yùn)行時間，仿真或測試系統(tǒng)的運(yùn)行時間大于并包含仿真或測試數(shù)據(jù)的時間范圍；(3)向仿真或測試系統(tǒng)發(fā)送仿真或測試系統(tǒng)運(yùn)行的配置信息，配置信息包含仿真或測試系統(tǒng)運(yùn)行的時間；數(shù)據(jù)名稱以及接收方地址。全文摘要一種具有可配置管理與運(yùn)行機(jī)制的自主導(dǎo)航性能評估系統(tǒng)主要包括管理控制系統(tǒng)，管理與協(xié)調(diào)控制整個性能評估系統(tǒng)的運(yùn)行，根據(jù)評估服務(wù)器的仿真或測試請求，生成仿真或測試配置信息并啟動仿真系統(tǒng)或測試系統(tǒng)，同時向評估服務(wù)器發(fā)送評估任務(wù)啟動消息；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，作為評估數(shù)據(jù)源以及相關(guān)配置的數(shù)據(jù)倉儲；評估服務(wù)器，用戶可以在客戶端選擇感興趣的性能指標(biāo)及評估算法；多個評估客戶端，用戶可以在客戶端選擇感興趣的性能指標(biāo)及評估算法，生成評估任務(wù)，向評估服務(wù)器提交任務(wù)，并接收評估服務(wù)器發(fā)送的仿真或測試數(shù)據(jù)，根據(jù)仿真和測試數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航性能評估以及可視化顯示。本發(fā)明可配置性好，運(yùn)行機(jī)制靈活，能夠滿足對多種性能指標(biāo)類型、多數(shù)據(jù)源的評估。文檔編號G06F19/00GK101727542SQ20091024250公開日2010年6月9日申請日期2009年12月15日優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日發(fā)明者孫亞楠,張玥,楊雷,涂歆瀅,許曉霞,鐘選明,黃麗霞申請人:北京空間飛行器總體設(shè)計部