[发明专利]一种卫星导航系统信号质量等级评估方法

权利要求书

1.一种卫星导航系统信号质量等级评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集特定区域内监测站点的GNSS观测数据和导航电文数据，构建卫星导航系统等级评估基础数据库；

(2)利用系统的故障率λ和修复率μ计算各卫星导航系统的可用性矩阵A；利用系统在正常运行状态和故障状态之间的转移概率计算各卫星导航系统的可信赖矩阵D；利用卫星导航系统等级评估基础数据库提取各卫星导航系统的三类指标，包括空间信号质量指标、导航信息指标和服务性能指标，并自适应加权训练计算能力矩阵C；

(3)根据ADC评估模型E＝A·D·C，利用步骤(2)中计算得出的可用性矩阵A、可信赖矩阵D和能力矩阵C，计算各卫星导航系统的信号质量评估结果；

(4)结合先验知识设计信号质量等级阈值，将信号质量划分为不同的等级，将步骤(4)中计算得到的信号质量评估结果与信号质量等级相匹配，得到卫星导航系统信号质量等级；

其中，步骤(2)中空间信号质量指标包括卫星数P₁₁、载噪比P₁₂、单星工作状态P₁₃和地面接收功率P₁₄，导航信息指标包括广播钟差误差P₂₁、广播轨道误差P₂₂、测距误差P₂₃和广播电离层精度P₂₄，服务性能指标包括定位精度P₃₁、测速精度P₃₂、授时精度P₃₃、连续性P₃₄和星座可用性P₃₅；能力矩阵C表示系统在各个可用状态下的能力，其能力包括空间信号质量、导航信息和服务性能，系统在运行过程中只有正常运行状态和故障状态两种模式，因此能力矩阵C表示为：

c₂＝0

式中：P_ij为第i类指标项的第j项指标；ω_ij为第i类指标项的第j项指标的权重；n为第i类指标项的指标数量，且k_i为第i类指标项的权重，且

2.根据权利要求1所述的一种卫星导航系统信号质量等级评估方法，其特征在于，步骤(2)所述的可用性矩阵A表示系统能够正常运行的概率，利用系统的故障率λ和修复率μ计算可用性矩阵A＝[a₁,a₂]，具体为：

3.根据权利要求1所述的一种卫星导航系统信号质量等级评估方法，其特征在于，步骤(2)所述的可信赖矩阵D的计算公式如下：

式中，d₁₁为系统一直保持正常状态的概率；d₁₂为系统从正常状态转换到故障状态的概率；d₂₁为系统从故障状态转换到正常运行状态的概率；d₂₂为系统一直保持故障状态的概率；

系统在不同工作状态之间的转移满足马尔可夫模型，可求得可信赖矩阵D的各项系数，计算公式如下：

式中：T为评价周期，λ为系统的故障率，μ为系统的修复率。

4.根据权利要求1所述的一种卫星导航系统信号质量等级评估方法，其特征在于，步骤(4)结合先验知识设计信号质量等级阈值，将信号质量划分为不同的等级，具体划分为优、良、可以及差四个等级。