[发明专利]一种导航卫星星载原子钟性能综合评估方法

说明书

本发明提供了一种导航卫星星载原子钟性能综合评估方法，用以解决星载原子钟性能评估指标分散、不全面以及无法综合评估整体状态与寿命的问题。所述综合评估方法，以连续15天为窗口长度、以1天为步长，移动14～17步至当前日期；采集每一步时间段内的卫星钟差数据，得到14～17段卫星钟差数据，预处理后计算当前段指标计算数据对应的数据有效率和缺失率；当数据缺失率不大于阈值时，计算各项性能；否则，将各项性能置为空；再根据所有段的各项性能结果，计算各项归算指标，基于对各项归算指标分配的权值，计算综合评估结果。本发明实现了不同性能结果之间优略对比及星载原子钟性能的综合评估，有效的预判星载原子钟性能及其运行寿命。

技术领域

本发明属于导航卫星性能监控领域，具体涉及一种导航卫星星载原子钟性能综合评估方法。

背景技术

星载原子钟是以时间测量为基础的导航卫星实现导航定位功能的关键环节。要保证导航定位及授时的准确性及高精度，需要星载原子钟处于良好的运行状态，因此，需要对原子钟的性能进行实时监测及性能评估。对在轨卫星的星载原子钟性能进行评估和分析，是掌握星载原子钟性能和运行状况的一种重要手段。

现有技术中，导航卫星星载原子钟性能评估方法包括：采用卫星钟差数据基于频率准确度、频率漂移率、频率稳定度等指标从不同角度评估星载原子钟性能，并且会侧重于某一项或几项性能指标的评估结果；此外，在使用卫星钟差数据时对数据长度没有明确要求，在对数据进行预处理后不考虑数据缺失及其内插结果对评估结果的影响，无法对星载原子钟进行全面、及时、准确、综合的性能评估。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种导航卫星星载原子钟性能综合评估方法，用以解决当前星载原子钟性能评估指标分散、不全面以及无法综合评估星载原子钟的整体状态与寿命的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种导航卫星星载原子钟性能综合评估方法，所述综合评估方法包括如下步骤：

步骤S1，以连续15天为窗口长度、以1天为移动步长，移动14～17步至当前日期；采集每一步对应的时间段内的卫星钟差数据作为一段数据，得到14～17段卫星钟差数据；

步骤S2，对每段卫星钟差数据进行预处理，得到14～17段指标计算数据，并依次赋予数据段号，初次计算以1作为当前段；

步骤S3，计算当前段指标计算数据对应的数据有效率；根据所述有效率计算数据缺失率；当数据缺失率不大于阈值时，进入步骤S4；当数据缺失率大于阈值时，进入步骤S5；

步骤S4，计算当前段指标计算数据所对应的万秒稳、天稳、准确度和漂移率和噪声水平；转入步骤S6；

步骤S5，将当前段指标计算数据所对应的万秒稳、天稳、准确度和漂移率和噪声水平的计算结果置为空；进入步骤S6；

步骤S6，判断当前段段数K与总段数M的大小，当K≥M时，进入步骤S7；否则，段数加1，转入步骤S3；

步骤S7，根据所有段指标计算数据的万秒稳、天稳、准确度和漂移率、噪声水平和数据有效率，计算对应的万秒稳归算指标、天稳归算指标、准确度归算指标、漂移率归算指标、噪声水平归算指标和数据有效率归算指标；

步骤S8，基于对各项归算指标分配的权值，对所有归算指标进行加权求和，得到星载原子钟性能的综合评估结果；根据所述综合评估结果，评估星载原子钟运行的整体状态并预判寿命。

作为本发明一个优选实施例，步骤S2中对卫星钟差数据的预处理，包括：

步骤S21,对每段卫星钟差数据的非空数据进行提取，然后将提取的非空钟差数据转换为对应的频率数据，采用改进的MAD方法进行处理，得到预处理后的钟差数据，再恢复钟差数据与其原来时刻的对应关系，得到中间数据；