[发明专利]导航监测网的可用性分析方法

说明书

本发明公开了导航监测网的可用性分析方法，实现了对导航监测网可用性的全面分析。包括如下步骤：利用广义随机Petri网构建导航监测站可用性模型，同构马尔科夫链状态转移过程，确定导航监测站模型的微分方程，得到导航监测站的可用性。确定导航监测站间传输链路可用性。确定导航监测站间逻辑关系，以及确定导航监测区域间逻辑关系，并确定导航监测区域状态与导航监测网状态的逻辑关系。基于贝叶斯网络构建导航监测网可用性模型，确定导航监测网的可用状态概率、降阶状态概率以及中断状态概率。若导航监测网处于中断状态，求解各导航监测站的中断状态概率，将各导航监测站的中断状态概率由高到低的排序，顺次对导航监测站进行故障诊断与排查。

技术领域

本发明涉及卫星导航系统可用性技术领域，具体涉及导航监测网的可用性分析方法。

背景技术

导航监测网可用性是表征监测网运行状态的一项关键参数，是指监测网在任一随机时刻需要和开始执行任务时，处于可工作或可使用状态的程度。上述“任务”包括：精密定轨与时间同步、导航信息上行注入、系统完好性监测等。与导航监测网可用性相关因素包括：导航监测站可用性、导航监测站间传输链路可用性、导航监测站间逻辑关系、导航监测区域间逻辑关系等。

导航监测网是卫星导航系统的重要组成部分，负责导航星座的监测、指挥、控制等任务，其运行状态关系到卫星导航系统面向用户承诺的精度、可用性、连续性和完好性等服务性能指标。工程实践表明，导航监测网是一个软硬件集成系统，其运行状态与导航监测站的硬件短期故障、硬件长期故障、软件短期故障、软件长期故障、软硬件耦合故障，以及导航监测站间传输链路故障、导航监测站间逻辑关系，导航监测区域间逻辑关系密切相关。

此外，传统的导航监测网可用性研究主要针对导航监测站硬件故障进行建模研究，较少考虑导航监测站的软件故障和软硬件耦合故障，较少考虑导航监测站间传输链路故障的共因失效问题。

因此目前亟需一种能够综合考虑导航监测站各中断状态、导航监测站间以及导航监测区域间传输链路逻辑关系的导航监测网可用性分析方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了导航监测网的可用性分析方法，能够通过建模的方法对导航监测网进行可用性分析，综合考虑导航监测站各中断状态、导航监测站间以及导航监测区域间传输链路逻辑关系，能够实现对导航监测网可用性的全面分析，是一种量化的导航监测网可用性分析，并为导航监测网中断提供技术支持和决策建议。

为达到上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

步骤一、利用广义随机Petri网构建导航监测站可用性模型，同构马尔科夫链状态转移过程，确定导航监测站模型的微分方程，进而确定导航监测站的可用性。

步骤二、确定导航监测站间传输链路可用性。

步骤三、确定导航监测站间逻辑关系，以及确定导航监测区域间逻辑关系，并确定导航监测区域状态与导航监测网状态的逻辑关系。

步骤四、利用导航监测站的可用性、导航监测站间传输链路可用性、导航监测站间逻辑关系以及导航监测区域间逻辑关系，基于贝叶斯网络构建导航监测网可用性模型，确定导航监测网的可用状态概率、降阶状态概率以及中断状态概率。

步骤五、若导航监测网处于中断状态，利用导航监测网可用性模型，求解在导航监测网处于中断状态的情况下，各导航监测站的中断状态概率，将各导航监测站的中断状态概率由高到低的排序，按照排序顺序顺次对导航监测站进行故障诊断与排查。

进一步地，步骤一中，广义随机Petri网构建导航监测站可用性模型中包含：

总体中断相关状态，包括：导航监测站可用状态P_UP(t)、导航监测站中断状态P_DOWN(t)、硬件或软件故障选择状态P_HOS(t)。