[发明专利]一种卫星数据接收系统的效能评估方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及航天地面应用领域，尤其是一种卫星数据接收系统的效能评估方法。

背景技术

随着对卫星数据地面接收系统的不断发展，各类卫星等空间信息系统设施越来越多，如何开展卫星数据地面接收系统的效能评估，以指导星地资源的布局和发展，是卫星数据接收系统设计开发中的一个重要课题。卫星数据接收系统性能指标涵盖多个方面，目前，卫星数据接收系统的效能评估指标研究多侧重于接收能力方面指标的分析和评价，缺乏统一的评价指标，尤其针对卫星数据接收任务规划算法的评价还没有形成统一的评价方法，接收任务规划中涉及到多种任务规划模型算法，每种算法都有特定的适用范围和技术特点，为了确定规划方案的优化性、算法的适用性，达到今后能够扩充算法的目的，需要能够对算法性能和适应范围进行一个系统评价，从而确定规划过程中如何选择算法。因此，为了对卫星数据接收系统效能进行科学客观的评估，必须综合卫星数据接收任务规划算法和接收能力分析等各项指标，设计一套体系化的效能评估指标体系，采用科学合理的计算方法对卫星数据接收系统进行效能评估。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种卫星数据接收系统的效能评估方法，以通过体系化的卫星数据接收效能评估体系，依据卫星数据接收系统特点，给出各级指标能力的计算方法，设计出一种客观、精细、可操作性强的评估方法，实现对卫星数据接收系统的多尺度效能评估。

为达到上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种卫星数据接收系统的效能评估方法，包括以下步骤：

步骤1：构建卫星数据接收系统效能评估体系，所构建的效能评估体系包含四级指标能力，分别为一级指标、二级指标、三级指标和总体指标，并根据具体应用设定各级指标权重；

步骤2：选择相应的卫星数据接收效能评估样本数据，计算所述卫星数据接收系统的一级指标；其中所述一级指标包括：总任务完成率、重要任务完成率、地面站负载率、地面站利用率、天线负载率、信道负载率、记录器负载率、平均每天服务时间、平均白天每天服务次数、平均每晚服务次数、平均白天每圈服务时间、平均设备利用率、地面站服务总时间和传输时延；

步骤3：计算所述卫星数据接收系统的二级指标，所述二级指标采用算术加权平均法，由所述一级指标计算得出；其中所述二级指标包括：接收任务完成情况指标、接收资源负载率、规划收敛时间指标、接收任务满足情况和接收资源利用率；其中，所述接收任务完成情况指标由总任务完成率和重要任务完成率计算得出；所述接收资源负载率由地面站利用率、地面站负载率、天线负载率、信道负载率和记录器负载率计算得出；所述规划收敛时间指标分析比对算法在进行各类情况下接收任务的规划时，任务规划算法的时效性；所述接收任务满足情况由平均每天服务时间、平均白天每天服务次数、平均每晚服务次数和平均白天每圈服务时间计算得出；所述接收资源利用率由平均设备利用率、地面站服务总时间和传输时延计算得出；其中，所述采用算术加权平均法计算所述二级指标的步骤包括：

设所述二级指标B由A₁，A₂，…，A_n n个一级指标计算得出，对应一级指标权重为Wa_i，则按算术加权平均法，计算公式如下：

其中，n为自然数，Wa_i根据具体应用确定取值；

步骤4：计算所述卫星数据接收系统的三级指标，所述三级指标采用算术加权平均法，由所述二级指标计算得出；其中所述三级指标包括卫星数据接收任务规划算法评价指标和接收能力分析指标；以及所述卫星数据接收任务规划算法评价指标通过接收任务完成情况、接收资源负载率和规划收敛时间计算得到；所述接收能力分析指标通过接收任务满足情况和接收资源利用率计算得到；其中所述采用算术加权平均法计算所述三级指标的步骤包括：

设三级指标C由B₁，B₂，…，B_p p个二级能力计算得出，对应二级指标权重为Wb_i，则按算术加权平均法，计算公式如下：

其中，p为自然数，Wb_i根据具体应用确定取值；

步骤5：计算所述卫星数据接收系统的总体指标，所述总体指标采用算术加权平均法，由所述三级指标计算得出；其中所述总体指标由算法评价指标和接收能力分析指标计算得到；其中所述采用算术加权平均法计算所述总体指标的步骤包括：