【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及试验验证系统及时间统一，特别是指一种软硬协同试验验证系统的时间统一方法。
技术介绍
1、卫星导航系统、卫星通信系统等大型工程都是由大量设备、软件构成的规模庞大、体制众多的复杂巨系统，其系统构成往往包含多个地面站、一定数量的卫星、大量的地面监测站等，其设计、研发、建设、运行往往都需要诸多科研单位协作完成，且建设周期长、工程实现难度大，存在多种不可控的因素，因此，通过构建一个面向该负责巨系统的信息、信号、接口、体制等关键内容进行试验验证的软硬协同试验验证系统尤为关键。
2、当前，已经出现了一些面向大型工程的地面试验验证系统，能完成面向特定试验验证需求的一定功能的试验验证任务，但也存在一定的局限性。在现有的卫星导航系统建设过程中，基于内场和外场开展了信息验证、信号验证、接口验证、体制验证等系列试验验证任务，但其内场和外场并没有实现协同运行，而是分别完成各自的试验任务。此外，在一些大型工程建设过程中，也搭建了关键技术攻关、信号验证、信息验证、体制验证、接口验证等试验环境，并开展了相关的试验验证工作，但没能实现内外场的协同运行，也没有实现地面试验验证系统与在线运行的地面站、空间卫星之间的协同验证，也就没能实现内外场相关节点之间的时间统一。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术针对大型系统开展地面试验验证的方法及其时间统一问题，提出一种由内场和外场协同运行的具有多种工作模式的软硬协同试验验证系统及其时间统一方法，可有效实现面向不同需求的试验验证任务。
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3、一种软硬协同试验验证系统的时间统一方法，所述试验验证系统由内场和外场构成，具有软件仿真模式、软硬协同模式、内外结合模式、数据回放模式四种工作模式，具体包括以下步骤：
4、(1)软件仿真模式下，通过管控与保障系统对当前试验场景进行预设，试验验证的开始时刻为t0，参与试验的所有单元模块以t0为时间参考进行相应的时序设置；该模式下，加速倍数sr受仿真计算机的处理能力、仿真场景的复杂程度的限制：
5、sr＝scomputer-scomplex-sothers (1)
6、式(1)中，scomputer为仿真计算机的处理能力对加速能力的影响，scomplex为仿真场景的复杂程度对加速能力的影响，sothers为其它因素对加速能力的细微影响；
7、(2)软硬协同模式下，通过管控与保障系统对当前试验场景进行预设，试验验证的开始时刻为t0，参与试验的所有单元模块以t0为时间参考进行相应的时序设置；该模式下软件仿真系统与硬件模拟系统进行指令交互或数据交互时，软件仿真系统的所有模块以及硬件模拟系统的所有单元均以相同的速度sry运行，严格保持时间同步，sry的取值上限受仿真软件和硬件模拟系统的加速能力、软硬协同交互引入的时延所限：
8、sry＝min(shardware,ssoftware)-sry-sothers (2)
9、式(2)中，shardware为硬件模拟系统对加速能力的影响，ssoftware为软件模拟系统对加速能力的影响，min(shardware,ssoftware)表示取shardware，ssoftware中的极小值，sry为软件协同时延对加速能力的影响，sothers为其它因素对加速能力的细微影响；
10、(3)内外结合模式下，试验验证通过内场与外场协同运行，试验过程中内场外场的各个系统之间保持高精度的时间统一；
11、(4)数据回放模式下，试验的所有参数均由所选取的历史数据决定，而数据回放过程能够加速运行，加速倍数spb受数据回放计算机处理能力的限制：
12、spb＝scomplex-sothers (3)
13、式(3)中，scomputer为数据回放计算机的处理能力对加速能力的影响，sothers为其它因素对加速能力的细微影响。
14、进一步地，所述内场由软件仿真系统、硬件模拟系统、管控与保障系统构成；所述外场由外场站、卫星构成；其中，软件仿真系统实现面向试验验证任务的软件仿真与验证，硬件模拟系统实现外场站、卫星、空间电磁环境、链路时延的内场模拟，外场站是在线运行的真实地面站，卫星是在轨运行的真实卫星，管控与保障系统实现内场与外场的协同与数据交互以及对内场的管理、调度和保障；所述试验验证系统具有软件仿真模式、软硬协同模式、内外结合模式、数据回放模式四种工作模式，分别用于不同类型的试验验证任务；
15、软件仿真模式是一种由软件仿真系统、管控与保障系统参与的工作模式，软件仿真系统在管控与保障系统的管理、调度和保障下实现信息格式正确性相关的试验验证；
16、软硬协同模式是一种由软件仿真系统、硬件模拟系统、管控与保障系统共同参与的试验模式，软件仿真系统、硬件模拟系统在管控与保障系统的统一管理、调度和保障下协同实现软硬件接口正确性相关的试验验证任务；
17、内外结合模式是一种由内场和外场全部系统参与的仿真模式，用于信号格式正确性的试验验证，该模式下内场只引接外场站和卫星的运行数据，而不影响外场站和卫星的运行状态；
18、数据回放模式是一种仅由管控与保障系统参与的工作模式，该模式下利用历史数据回放实现数据正确性相关的试验验证任务。
19、进一步地，步骤(3)包括以下步骤：
20、(301)内外结合模式下，内场的所有单元模块均与外场的所有单元模块保持同步，试验的开始时刻t0是未来的某一时刻，当时间运行到定时时刻t0时，试验自动启动并开始运行；
21、(302)内场与外场站之间通过站间双向时间比对链路实现纳秒量级的时间同步，内场与卫星之间通过星地双向时间比对链路实现纳秒量级的时间同步；
22、(303)内场站内部的软件仿真系统与硬件模拟系统协同运行过程中，软件仿真系统除了计算当前软硬交互引入的毫秒量级的粗略时延，还对当前软硬交互所消耗的纳秒量级的精细时延进行估计与补偿，并将当前交互所需的总时延值tall实时反馈给硬件模拟系统：
23、tall＝δt+δt+δtother (4)
24、式中，δt为当前软硬交互引入的毫秒量级的粗略时延值，δt当前软硬交互所消耗的纳秒量级的精细时延值，δtother为其它因素对加速能力的细微影响；
25、硬件模拟系统对软件仿真系统反馈的总时延值tall进行纳秒量级的时间响应，从而实现硬件模拟系统与软件仿真系统之间纳秒量级的时间统一。
26、本专利技术的有益效果在于：
27、本专利技术通过构建面向复杂巨系统的由内场和外场构成的软硬协同的试验验证系统，该系统具有软件仿真模式、软硬协同模式、内外结合模式、数据回放模式等四种工作模式，可实现内外场协同、各单元模块之间的高精度时间统一，可分别用于信息验证、信号验证、接口验证、体制验证、数据验证等不同的试验验证任务。
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1.一种软硬协同试验验证系统的时间统一方法，其特征在于，所述试验验证系统由内场和外场构成，具有软件仿真模式、软硬协同模式、内外结合模式、数据回放模式四种工作模式，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种软硬协同试验验证系统的时间统一方法，其特征在于，所述内场由软件仿真系统、硬件模拟系统、管控与保障系统构成；所述外场由外场站、卫星构成；其中，软件仿真系统实现面向试验验证任务的软件仿真与验证，硬件模拟系统实现外场站、卫星、空间电磁环境、链路时延的内场模拟，外场站是在线运行的真实地面站，卫星是在轨运行的真实卫星，管控与保障系统实现内场与外场的协同与数据交互以及对内场的管理、调度和保障；所述试验验证系统具有软件仿真模式、软硬协同模式、内外结合模式、数据回放模式四种工作模式，分别用于不同类型的试验验证任务；
3.根据权利要求1所述的一种软硬协同试验验证系统的时间统一方法，其特征在于，步骤(3)包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种软硬协同试验验证系统的时间统一方法，其特征在于，所述试验验证系统由内场和外场构成，具有软件仿真模式、软硬协同模式、内外结合模式、数据回放模式四种工作模式，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种软硬协同试验验证系统的时间统一方法，其特征在于，所述内场由软件仿真系统、硬件模拟系统、管控与保障系统构成；所述外场由外场站、卫星构成；其中，软件仿真系统实现面向试验验证任务的软件仿真与验证，硬件模拟...
【专利技术属性】
技术研发人员：戎强，刘轶龙，贾杰峰，王威，卢筠，王彬，陈韬亦，彭会湘，闫玉巧，刘刚，张冠杰，刘春冉，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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