本发明专利技术提供了一种用于导航卫星完好性监测的分级告警方法、系统和导航卫星。该方法包括：获取导航卫星在预设时段内的完好性监测数据，根据预设的完好性风险设置每种完好性监测数据的一级告警门限；获取导航卫星的实时完好性监测数据，当至少一种实时完好性监测数据超过其所对应的一级告警门限时，触发第一级告警；从地面上注的电文获取完好性精度参数，根据每种完好性精度参数设置二级告警门限；以及获取导航卫星的实时精度数据，实时精度数据至少包括星上星历误差数据或星上卫星钟相位误差数据，当至少一种实时精度数据超过其所对应的二级告警门限时，触发第二级告警。触发第二级告警。触发第二级告警。
【技术实现步骤摘要】
用于导航卫星完好性监测的分级告警方法和系统
[0001]本专利技术主要涉及导航卫星
，尤其涉及一种用于导航卫星完好性监测的分级告警方法、分级告警系统和包含该分级告警系统的导航卫星。
技术介绍
[0002]卫星导航系统的完好性是表征导航定位系统所提供的定位服务可信度的重要指标，是关系用户使用安全的决定性指标。目前北斗三号全球服务系统(BDS
‑
3)的SAIM(卫星自主完好性监测)功能能够实现对信号功率、伪距测量、卫星钟频率和卫星钟相位跳变等的监测。当星上监测到异常时会将下行电文的健康标志置为不健康，并向用户播发告警信息，提醒用户不使用该卫星的下行导航信号。
[0003]目前用于SAIM的告警门限设计方法是在北斗系统建设之初所形成的，主要通过地面模拟仿真分析来实现，尚未涉及数据误差特性分析等技术手段。根据目前的方法所获得的告警门限不能很好的反映星上的实际状况。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于真实数据进行分级告警的分级告警方法、系统和包含该系统的导航卫星。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于导航卫星完好性监测的分级告警方法，包括：获取导航卫星在预设时段内的完好性监测数据，所述完好性监测数据包括至少一路导航信号的功率数据、时延数据、电文数据、卫星钟频率数据和卫星钟相位数据中的一种或任意种的组合，根据预设的完好性风险设置每种完好性监测数据的一级告警门限；获取所述导航卫星的实时完好性监测数据，当至少一种实时完好性监测数据超过其所对应的一级告警门限时，触发第一级告警；从地面上注的电文获取完好性精度参数，所述完好性精度参数至少包括卫星轨道精度参数或卫星钟差精度参数，根据每种所述完好性精度参数设置二级告警门限；以及获取所述导航卫星的实时精度数据，所述实时精度数据至少包括星上星历误差数据或星上卫星钟相位误差数据，当至少一种所述实时精度数据超过其所对应的二级告警门限时，触发第二级告警。
[0006]在本申请的一实施例中，所述完好性风险包括虚警率和/或漏警率。
[0007]在本申请的一实施例中，所述完好性监测数据服从数学期望为μ方差为σ2的正态分布，根据预设的完好性风险设置每种完好性监测数据的一级告警门限的步骤包括：采用下面的公式计算所述一级告警门限：
[0008][0009]其中，p0表示所述完好性风险，x表示一种所述完好性监测数据，μ表示所述完好性监测数据的均值，σ表示所述完好性监测数据的标准差，a表示所述一级告警门限值，所述一级告警门限为[μ
‑
a,μ+a]。
[0010]在本申请的一实施例中，所述完好性风险为1
×
10
‑5。
[0011]在本申请的一实施例中，根据每种所述完好性精度参数设置二级告警门限的步骤包括：设置所述二级告警门限等于所述完好性精度参数乘以预设倍数。
[0012]在本申请的一实施例中，所述预设倍数等于4.42。
[0013]在本申请的一实施例中，所述第一级告警包括所述导航卫星的系统内部告警和向地面运控发送异常告警信息。
[0014]在本申请的一实施例中，当所述第一级告警时被触发时，允许所述导航卫星自主恢复一次，在自主恢复期间，所述导航信号被设置为不可用，在自主恢复完成后，所述导航信号被恢复设置为可用。
[0015]在本申请的一实施例中，所述第二级告警包括设置所述导航信号的扩频码为非标准码或设置所述导航信号的下行电文为不可用。
[0016]在本申请的一实施例中，所述下行电文包括信号完好性标识和卫星自主健康标识，设置所述下行电文为不可用的步骤包括设置所述信号完好性标识为1和设置所述卫星自主健康标识为1。
[0017]在本申请的一实施例中，当所述第一级告警被触发并且所述第二级告警未被触发时，所述导航卫星通过遥测向地面运控发送异常告警信息。
[0018]本申请为解决上述技术问题还提出一种用于导航卫星完好性监测的分级告警系统，包括：星上数据处理模块，用于获取导航卫星在预设时段内的完好性监测数据、所述导航卫星的实时完好性监测数据和所述导航卫星的实时精度数据，所述完好性监测数据包括至少一路导航信号的功率数据、时延数据、电文数据、卫星钟频率数据和卫星钟相位数据中的一种或任意种的组合；门限计算模块，用于根据所述预设时段内的完好性监测数据和预设的完好性风险设置每种完好性监测数据的一级告警门限，以及根据地面上注的电文中的完好性精度参数设置二级告警门限；分级告警模块，用于比较所述实时完好性监测数据和所述一级告警门限，当至少一种实时完好性监测数据超过其所对应的一级告警门限时，触发第一级告警，以及比较所述实时精度数据和所述二级告警门限，当至少一种所述实时精度数据超过其所对应的二级告警门限时，触发第二级告警。
[0019]在本申请的一实施例中，所述完好性监测数据服从数学期望为μ方差为σ2的正态分布，所述门限计算模块根据所述预设时段内的完好性监测数据和预设的完好性风险设置每种完好性监测数据的一级告警门限的步骤包括：采用下面的公式计算所述一级告警门限：
[0020][0021]其中，p0表示所述完好性风险，x表示一种所述完好性监测数据，μ表示一种所述完好性监测数据的均值，σ表示一种所述完好性监测数据的标准差，a表示所述一级告警门限值，所述一级告警门限为[μ
‑
a,μ+a]。
[0022]在本申请的一实施例中，所述完好性风险的数值设为1
×
10
‑5。
[0023]在本申请的一实施例中，所述门限计算模块根据地面上注的电文中的完好性精度参数设置二级告警门限的步骤包括：设置所述二级告警门限等于所述完好性精度参数乘以
预设倍数。
[0024]在本申请的一实施例中，所述预设倍数等于4.42。
[0025]在本申请的一实施例中，所述第一级告警包括所述导航卫星的系统内部告警和向地面运控发送异常告警信息。
[0026]在本申请的一实施例中，所述第二级告警包括设置所述导航信号的扩频码为非标准码或设置所述导航信号的下行电文为不可用。
[0027]在本申请的一实施例中，所述下行电文包括信号完好性标识和卫星自主健康标识，设置所述下行电文为不可用的步骤包括设置所述信号完好性标识为1和设置所述卫星自主健康标识为1。
[0028]本申请为解决上述技术问题还提出一种导航卫星，包括如上所述的分级告警系统。
[0029]本申请根据所梳理出的自主完好性监测的两类告警需求而设置了包括两级告警门限的分级告警方法，根据真实数据的统计结果来设置一级告警门限，使得一级告警门限的设置更加符合实际情况，并且能够随着实际情况的改变而改变一级告警门限，大大提高了一级告警对于故障诊断的敏感性和准确性；提出的二级告警门限的设置方法符合用户对精度的不同需求，保障用户服务指标可用性。一级告警门限结合二极告警门限能够同时满足两类告警需求，优化了系统服务的SAIM能力。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于导航卫星完好性监测的分级告警方法，包括：获取导航卫星在预设时段内的完好性监测数据，所述完好性监测数据包括至少一路导航信号的功率数据、时延数据、电文数据、卫星钟频率数据和卫星钟相位数据中的一种或任意种的组合，根据预设的完好性风险设置每种完好性监测数据的一级告警门限；获取所述导航卫星的实时完好性监测数据，当至少一种实时完好性监测数据超过其所对应的一级告警门限时，触发第一级告警；从地面上注的电文获取完好性精度参数，所述完好性精度参数至少包括卫星轨道精度参数或卫星钟差精度参数，根据每种所述完好性精度参数设置二级告警门限；以及获取所述导航卫星的实时精度数据，所述实时精度数据至少包括星上星历误差数据或星上卫星钟相位误差数据，当至少一种所述实时精度数据超过其所对应的二级告警门限时，触发第二级告警。2.如权利要求1所述的分级告警方法，其特征在于，所述完好性风险包括虚警率和/或漏警率。3.如权利要求1所述的分级告警方法，其特征在于，所述完好性监测数据服从数学期望为μ方差为σ2的正态分布，根据预设的完好性风险设置每种完好性监测数据的一级告警门限的步骤包括：采用下面的公式计算所述一级告警门限：其中，p0表示所述完好性风险，x表示一种所述完好性监测数据，μ表示所述完好性监测数据的均值，σ表示所述完好性监测数据的标准差，a表示所述一级告警门限值，所述一级告警门限为[μ
‑
a,μ+a]。4.如权利要求3所述的分级告警方法，其特征在于，所述完好性风险为1
×
10
‑5。5.如权利要求1所述的分级告警方法，其特征在于，根据每种所述完好性精度参数设置二级告警门限的步骤包括：设置所述二级告警门限等于所述完好性精度参数乘以预设倍数。6.如权利要求5所述的分级告警方法，其特征在于，所述预设倍数等于4.42。7.如权利要求1所述的分级告警方法，其特征在于，所述第一级告警包括所述导航卫星的系统内部告警和向地面运控发送异常告警信息。8.如权利要求1所述的分级告警方法，其特征在于，当所述第一级告警时被触发时，允许所述导航卫星自主恢复一次，在自主恢复期间，所述导航信号被设置为不可用，在自主恢复完成后，所述导航信号被恢复设置为可用。9.如权利要求1所述的分级告警方法，其特征在于，所述第二级告警包括设置所述导航信号的扩频码为非标准码或设置所述导航信号的下行电文为不可用。10.如权利要求9所述的分级告警方法，其特征在于，所述下行电文包括信号完好性标识和卫星自主健康标识，设置所述下行电文为不可用的步骤包括设置所述信号完好性标识为1和设置所述卫星自主健康标识为1。11.如权利要求1所述的分级告警方法，其特征在于，当所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴永珊，沈苑，余志洋，陆新颖，任前义，宋彬，张健，郑家驹，吴一凡，董日昌，陈雷，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：
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