李美紅 楊慧 袁莉芳 馬利 周靜 劉新

(北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，北京 100094)

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)需要全天候24 h不間斷地對(duì)廣大用戶提供高精度的導(dǎo)航服務(wù)，系統(tǒng)運(yùn)行可用性要求高，單星信號(hào)可用性指標(biāo)一般大于0.98[1-2]，如何有效、高效地維持并穩(wěn)步提升空間段的可用性成為衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)和學(xué)者對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性，尤其是星座或單星可用性進(jìn)行了大量研究，但已有研究?jī)?nèi)容主要是圍繞星座或單星可用性的評(píng)估方法和模型[3-4]，對(duì)于提升單星可用性的衛(wèi)星設(shè)計(jì)研究較少。

影響單星可用性的因素主要為中斷。中斷可以分為計(jì)劃內(nèi)中斷和非計(jì)劃中斷。計(jì)劃內(nèi)中斷主要包括軌道維持、漂星、軟件重構(gòu)等；非計(jì)劃中斷主要是衛(wèi)星異常引起的中斷。

軌道維持是引起計(jì)劃內(nèi)中斷的主要因素，導(dǎo)航衛(wèi)星軌控后需要積累軌道測(cè)量數(shù)據(jù)，生成精密的軌道星歷，每次軌道維持將導(dǎo)致單星不可用時(shí)間約6～8 h。相比導(dǎo)航中地球軌道(MEO)和傾斜地球同步軌道(IGSO)衛(wèi)星，地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星軌道維持引起的計(jì)劃內(nèi)中斷頻率相對(duì)較高，成為制約導(dǎo)航GEO可用性提升的主要因素。然而，國(guó)外全球定位系統(tǒng)(GPS)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)、伽利略系統(tǒng)(Galileo)衛(wèi)星均為MEO衛(wèi)星，軌控中斷頻率較低；國(guó)外其他GEO衛(wèi)星也主要是用于通信或?qū)Ш皆鰪?qiáng)，軌控后不需要積累精密軌道數(shù)據(jù)，衛(wèi)星很快可用。因此減少導(dǎo)航GEO衛(wèi)星的軌控中斷頻次，是提升導(dǎo)航GEO衛(wèi)星可用性的重要途徑之一。

漂星是引起計(jì)劃內(nèi)中斷的另一個(gè)因素。已有的漂星策略主要考慮了工程燃料、頻率、安全約束[5]，可以滿足任務(wù)的實(shí)施，但是在策略的制定上尚未充分利用攝動(dòng)漂移環(huán)特點(diǎn)，以最大程度減少中斷對(duì)服務(wù)的影響。

衛(wèi)星異常是引起非計(jì)劃中斷的主要因素，由于受空間環(huán)境的影響，衛(wèi)星在軌異常引起的非計(jì)劃中斷時(shí)有發(fā)生，異常的協(xié)同快速處置成為可用性提升的另一個(gè)重要方向。國(guó)外導(dǎo)航衛(wèi)星在軌運(yùn)行管理一般由一個(gè)部門統(tǒng)一負(fù)責(zé)，即衛(wèi)星的工程管理和任務(wù)管理責(zé)任歸一，異常處置效率較高。對(duì)于我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理是由運(yùn)控系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、星間管控系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)多方協(xié)同完成的，運(yùn)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的任務(wù)管理，測(cè)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的工程管理，星間管控系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的星間業(yè)務(wù)的管理，衛(wèi)星系統(tǒng)則負(fù)責(zé)為運(yùn)控、測(cè)控、星間管控系統(tǒng)提供技術(shù)支持服務(wù)。異常處置時(shí)，由于需要協(xié)同多方，處置效率低，為此需從技術(shù)層面上提出異常處置方法，最大限度地減少異常處置的中間環(huán)節(jié)。

本文針對(duì)影響衛(wèi)星可用性的中斷特點(diǎn)，圍繞“如何從根本上減少中斷頻次，延長(zhǎng)中斷間隔周期；中斷無(wú)法規(guī)避時(shí)，對(duì)中斷如何快速處置，縮短中斷時(shí)間”總思路開(kāi)展設(shè)計(jì)，提出了一種降低GEO軌控中斷頻次的系統(tǒng)方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)了中斷最短的漂星策略，建立了異常中斷處置原則，可以有效縮小中斷時(shí)間、提升導(dǎo)航系統(tǒng)可用性。所提方法在工程實(shí)際中已成功應(yīng)用。

1 GEO軌控中斷頻次的降低設(shè)計(jì)

針對(duì)導(dǎo)航GEO衛(wèi)星軌控頻繁，通過(guò)優(yōu)化GEO軌道參數(shù)設(shè)計(jì)或軌控策略，減少軌控次數(shù)是降低單星計(jì)劃內(nèi)不可用時(shí)間的有效手段之一。包括南北保持頻次降低設(shè)計(jì)和東西保持間隔延長(zhǎng)設(shè)計(jì)。

1.1 GEO南北保持頻次降低方法

南北保持是通過(guò)軌道傾角控制將衛(wèi)星緯度控制在用戶要求的范圍內(nèi)。為了盡可能降低GEO南北保持中斷頻次，考慮到GEO軌道傾角攝動(dòng)特點(diǎn)，提出對(duì)導(dǎo)航GEO衛(wèi)星軌道傾角進(jìn)行一定的偏置策略，同時(shí)對(duì)目標(biāo)軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)進(jìn)行合理確定的聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計(jì)，將衛(wèi)星首次南北保持的時(shí)間延長(zhǎng)為6年以上，使得衛(wèi)星整個(gè)壽命期間的南北控制次數(shù)大幅減少，大大提高系統(tǒng)的可用性。具體步驟如下。

1)根據(jù)用戶服務(wù)需求和工程系統(tǒng)約束，論證確定GEO軌道傾角的大小

對(duì)GEO衛(wèi)星軌道傾角大小的約束主要包括系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)要求和地面站天線跟蹤范圍約束。導(dǎo)航衛(wèi)星具有基本導(dǎo)航、功率增強(qiáng)、報(bào)文通信等多種服務(wù)。根據(jù)用戶服務(wù)要求，遍歷分析不同傾角時(shí)，對(duì)系統(tǒng)服務(wù)的影響，從而確定傾角的大小范圍。同時(shí)根據(jù)地面運(yùn)控系統(tǒng)天線的跟蹤范圍指標(biāo)，分析不同傾角地面天線的俯仰角、方位角以及跟蹤速度，給出地面跟蹤系統(tǒng)允許的傾角范圍。根據(jù)上述約束，可以確定GEO傾角的最大值。

2)根據(jù)軌道傾角攝動(dòng)特點(diǎn)，確定軌道的目標(biāo)升交點(diǎn)赤經(jīng)

GEO衛(wèi)星軌道傾角攝動(dòng)與定點(diǎn)初始的升交點(diǎn)赤經(jīng)密切相關(guān)。一般升交點(diǎn)赤經(jīng)在0～180°時(shí)，傾角呈增大趨勢(shì)，傾角漂出控制范圍的時(shí)間較快；升交點(diǎn)赤經(jīng)在180°～360°時(shí)，傾角呈先減小后增大的趨勢(shì)，漂出控制范圍的時(shí)間較慢，對(duì)該范圍的升交點(diǎn)赤經(jīng)進(jìn)行遍歷，可以得到傾角漂出控制范圍最長(zhǎng)的目標(biāo)升交點(diǎn)赤經(jīng)。圖1是固定初始傾角為3°時(shí)，利用STK軟件對(duì)不同升交點(diǎn)赤經(jīng)(220°～320°)的傾角攝動(dòng)變化進(jìn)行仿真，并以極坐標(biāo)(i,Ω)的形式進(jìn)行表示，其中ix=icosΩ，iy=isinΩ，ix、iy為傾角矢量在赤道慣性坐標(biāo)系的赤道平面內(nèi)的投影，Ω為軌道升交點(diǎn)赤經(jīng)。i為傾角矢量的大小，定義其大小為軌道傾角，方向與軌道法向相同。

注：圖中紅色曲線表示初始升交點(diǎn)赤經(jīng)為220°～320°對(duì)應(yīng)的傾角攝動(dòng)，藍(lán)色曲線表示目標(biāo)升交點(diǎn)赤經(jīng)為290°時(shí)的傾角攝動(dòng)。數(shù)字3代表該虛線圓對(duì)應(yīng)的傾角大小為3°，數(shù)字6代表該虛線圓對(duì)應(yīng)的傾角大小為6°。

上述優(yōu)化確定的軌道傾角和升交點(diǎn)赤經(jīng)，可作為衛(wèi)星定點(diǎn)的初始目標(biāo)軌道，有效降低南北保持頻率。

1.2 GEO東西保持間隔延長(zhǎng)方法

GEO東西軌道保持是為了將衛(wèi)星控制在定點(diǎn)位置附近一定的經(jīng)度范圍內(nèi)。

導(dǎo)航GEO衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間，影響東西軌道保持周期的主要因素包括：衛(wèi)星定點(diǎn)位置、動(dòng)量輪卸載對(duì)控制周期要求、共位要求對(duì)東西保持的約束等。由于軌道攝動(dòng)影響，GEO不同定點(diǎn)位置的位置漂移速度不同?？拷胶馕恢眯l(wèi)星定點(diǎn)位置漂移速度慢，遠(yuǎn)離平衡位置衛(wèi)星定點(diǎn)位置漂移速度快。衛(wèi)星定點(diǎn)后，東西保持環(huán)越寬，東西保持周期越長(zhǎng)。這是GEO軌道固有特性，外因無(wú)法干預(yù)。因此主要針對(duì)動(dòng)量輪卸載和共位策略對(duì)軌控周期的影響開(kāi)展分析設(shè)計(jì)。

1)共位策略的選擇設(shè)計(jì)

采取不同的共位策略對(duì)衛(wèi)星的軌控周期影響不同。

經(jīng)度隔離策略如圖2所示，通常為多顆共位星共同劃分一個(gè)經(jīng)度漂移環(huán)，單顆共位星所占的漂移環(huán)寬度將減小，因此其東西軌控周期一般較短，不適合導(dǎo)航衛(wèi)星的共位。

圖2 經(jīng)度隔離策略

為減少共位引起的軌控中斷，導(dǎo)航衛(wèi)星共位策略設(shè)計(jì)時(shí)充分利用導(dǎo)航衛(wèi)星傾角預(yù)偏置且攝動(dòng)規(guī)律預(yù)知的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)偏心率矢量差大小和方向進(jìn)行匹配設(shè)置，使得傾角矢量差與偏心率矢量差平行或反平行，且使傾角矢量差與偏心率矢量差大小滿足一定的約束，即可實(shí)現(xiàn)偏心率聯(lián)合傾角隔離策略。

(1)

(2)

wi=we,或wi=we+π

(3)

式中：定義偏心率矢量e，方向指向近地點(diǎn)。ex、ey為偏心率矢量e在赤道慣性坐標(biāo)系的赤道平面內(nèi)的投影，w為軌道近地點(diǎn)幅角。δe為共位雙星的偏心率矢量差幅值，δi為共位雙星的軌道傾角矢量差幅值，δa為共位雙星的半長(zhǎng)軸差，as為靜止軌道半長(zhǎng)軸(as=42 164.2 km)，dmin為最小隔離安全距離，we為偏心率矢量差J2000坐標(biāo)相位幅角，wi為傾角矢量差J2000坐標(biāo)相位幅角,Ω為軌道升交點(diǎn)赤經(jīng)。

假設(shè)雙星最小隔離距離要求達(dá)到10 km，雙星東西環(huán)基本相等時(shí)工程上一般δa≤3 km，則偏心率和傾角矢量差滿足：δe≥3×10-4，δi≥0.013 6°，wi=we,或wi=we+π。

相比經(jīng)度隔離策略，每顆共位星的經(jīng)度漂移環(huán)大小不會(huì)縮減，東西軌控周期一般較長(zhǎng)。下面以定點(diǎn)在110.5°E衛(wèi)星為例說(shuō)明，雙星采取偏心率聯(lián)合傾角隔離策略時(shí)，軌控周期約為28天；雙星采取經(jīng)度隔離策略時(shí)，漂移環(huán)半寬減為0.05°，軌控周期約為14天。

2)反作用輪卸載的設(shè)計(jì)

導(dǎo)航GEO衛(wèi)星是三軸穩(wěn)定衛(wèi)星，工作軌道正常模式下采用4個(gè)動(dòng)量輪進(jìn)行衛(wèi)星姿態(tài)控制。由于動(dòng)量輪會(huì)在軌吸收太陽(yáng)光壓干擾力矩，導(dǎo)致動(dòng)量輪轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)速飽和后，動(dòng)量輪就無(wú)法進(jìn)行姿態(tài)控制，此時(shí)需要對(duì)動(dòng)量輪進(jìn)行卸載。當(dāng)反作用輪需要卸載時(shí)，選用磁力矩器作為卸載執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者利用軌道維持時(shí)產(chǎn)生的力矩對(duì)反作用輪進(jìn)行卸載，避免輪子卸載對(duì)軌道產(chǎn)生影響。

例如，某導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在設(shè)備資源有限條件下，為最大程度減少軌控中斷次數(shù)，在東西保持時(shí)同時(shí)對(duì)輪子進(jìn)行卸載。若設(shè)備資源充足時(shí)，可通過(guò)磁力矩器無(wú)噴氣卸載方式進(jìn)行卸載，從根本上打破了動(dòng)量輪卸載對(duì)東西軌控的制約。目前在軌均未出現(xiàn)因反作用輪卸載引起的軌控中斷。

反作用輪噴氣卸載間隔取決于衛(wèi)星所受太陽(yáng)光壓的大小和飛輪組的三軸角動(dòng)量容量。例如某三輪控衛(wèi)星，假定反作用輪轉(zhuǎn)速卸載檻值為5100 rad/min，在太陽(yáng)光壓作用下，衛(wèi)星角動(dòng)量日變化情況如表1所示，其中X、Z軸角動(dòng)量為正、負(fù)交替變化，變化幅值逐漸增大，Y軸角動(dòng)量則振蕩增加，Y軸角動(dòng)量是限制輪子卸載間隔的主要因素。表2給出不同卸載周期下衛(wèi)星的角動(dòng)量情況，可以看出反作用輪卸載周期為30天以上，可滿足與東西位?？刂?25～30天)同步進(jìn)行的要求。

表1 衛(wèi)星角動(dòng)量日變化情況

表2 不同卸載周期下衛(wèi)星角動(dòng)量變化情況

2 中斷最短的漂星策略優(yōu)化設(shè)計(jì)

在衛(wèi)星系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡期間或衛(wèi)星失效替換時(shí)，存在漂星操作。漂星期間衛(wèi)星將置為不可用。

主要危害酸櫻桃的新梢。病菌刺激枝條上的不定芽，大量萌發(fā)成小枝，并在這些小枝上再萌發(fā)出次生小枝，使病枝呈簇生狀。病枝葉片背面生有灰白色粉狀物，病枝可存活數(shù)年，但不能開(kāi)花結(jié)果。

影響漂星時(shí)間的因素是漂星經(jīng)度范圍和漂星速度。其中漂星速度與衛(wèi)星半長(zhǎng)軸的抬高或降低量密切相關(guān)，漂星速度越快需要消耗推進(jìn)劑越多。因此在假定漂星速度不變的情況下，從漂星經(jīng)度范圍上優(yōu)化。

考慮衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間以標(biāo)稱定點(diǎn)位置或交點(diǎn)位置為中心，在一定寬度的漂移環(huán)內(nèi)運(yùn)行。目前在漂星策略的制定上主要以定點(diǎn)中心位置為設(shè)計(jì)目標(biāo)，該策略可以滿足任務(wù)的實(shí)施。但是在策略的制定上尚未充分利用在軌運(yùn)行特點(diǎn)，以最大程度減少中斷對(duì)服務(wù)的影響，為此提出基于在軌軌道攝動(dòng)特性的中斷最短漂星策略優(yōu)化，如圖3所示，紅線為優(yōu)化前策略示意，藍(lán)線為優(yōu)化后策略示意，具體優(yōu)化內(nèi)容如下：

注：圖中λ為衛(wèi)星經(jīng)度，Δλ為衛(wèi)星經(jīng)度相對(duì)標(biāo)稱定點(diǎn)位置的偏差，Δa為衛(wèi)星軌道半長(zhǎng)軸相對(duì)標(biāo)稱半長(zhǎng)軸的偏差。

(1)啟漂時(shí)衛(wèi)星可以在距離目標(biāo)較近的位置開(kāi)始，減少漂移的經(jīng)度；

(2)剎車時(shí)可以根據(jù)漂移環(huán)設(shè)計(jì)，在考慮軌控誤差精度的情況下，選擇合適的剎車位置和軌道高度，確?？睾笮l(wèi)星的參數(shù)按最大漂移環(huán)運(yùn)行，避免漂星后衛(wèi)星很快就需要軌控中斷。

3 衛(wèi)星異常中斷的分級(jí)處置設(shè)計(jì)

衛(wèi)星異常是引起非計(jì)劃中斷的主要因素之一。相比單星以及其他衛(wèi)星,導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星在軌異常處置存在如下特點(diǎn)[7]：重復(fù)輕度異常占異?？倲?shù)的98%以上；影響用戶使用的異常基本都需要運(yùn)控方、衛(wèi)星方、測(cè)控方協(xié)同處置；異常處置的中間環(huán)節(jié)是影響衛(wèi)星處置效率的一個(gè)主要因素。

針對(duì)上述中斷特點(diǎn)，為提高異常處置效率,盡量縮短非計(jì)劃中斷造成的單星不可用時(shí)間，綜合考慮異常對(duì)衛(wèi)星安全及服務(wù)性能的影響,異常處置的風(fēng)險(xiǎn)，異常發(fā)生的概率等因素，提出了異常分級(jí)分類處置方法，最大限度地減少異常處置的中間環(huán)節(jié),提高處置效率，減少中斷時(shí)間。

異常處置分類等級(jí)如下。

(2)2級(jí)異常處置：衛(wèi)星通過(guò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)判斷的重復(fù)性異常，一般為運(yùn)控系統(tǒng)通過(guò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的載荷重復(fù)、輕度異常。由衛(wèi)星設(shè)計(jì)師提前將簽署好的指令單存放于運(yùn)管中心。運(yùn)管中心發(fā)現(xiàn)或運(yùn)控系統(tǒng)通報(bào)運(yùn)管中心故障后，根據(jù)已形成的異常處置表格，判斷故障處置策略，并直接將對(duì)應(yīng)的處置指令單傳真發(fā)給測(cè)控方處置，之后通知設(shè)計(jì)師。該類異常約占異?？倲?shù)的93%。

(3)3級(jí)異常處置：具有故障預(yù)案的非重復(fù)性、輕度異常，一般為載荷出現(xiàn)的非2級(jí)故障。由衛(wèi)星設(shè)計(jì)師提前準(zhǔn)備好指令單，運(yùn)管中心接收到異常報(bào)警后先通知設(shè)計(jì)師確認(rèn)故障，并經(jīng)設(shè)計(jì)師確認(rèn)后，將對(duì)應(yīng)的指令單傳真發(fā)給測(cè)控方處置。該類異常發(fā)生概率較低，處置程序復(fù)雜，占異?？倲?shù)的1%以內(nèi)。

(4)4級(jí)異常處置：除1、2、3級(jí)故障以外的其他故障，一般為新增的非緊急異常。該類異常占異常總數(shù)的1%以內(nèi)。

異常處置分級(jí)優(yōu)化之前，除影響衛(wèi)星安全的緊急異常外，1、2、3級(jí)故障全部按照4級(jí)故障處置，故障處置鏈條長(zhǎng)、處置時(shí)間長(zhǎng)，帶來(lái)的單星不可用影響大；優(yōu)化異常處置流程后，占比98%的1級(jí)、2級(jí)故障授權(quán)值班人員直接處置，占比2%的3級(jí)、4級(jí)故障由設(shè)計(jì)師確認(rèn)后處置，可最大限度地減少異常處置的中間環(huán)節(jié)，提高異常處置效率，降低異常導(dǎo)致的單星不可用影響。

4 在軌應(yīng)用及建議

4.1 在軌應(yīng)用

圍繞影響衛(wèi)星可用性的中斷，從衛(wèi)星初始設(shè)計(jì)到衛(wèi)星在軌穩(wěn)定運(yùn)行開(kāi)展了全生命周期的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括衛(wèi)星的軌道參數(shù)設(shè)計(jì)、在軌軌道維持策略、漂星策略、共位策略的優(yōu)化，異常處置的分級(jí)設(shè)計(jì)等，并在北斗系統(tǒng)上成功應(yīng)用驗(yàn)證。

利用全球連續(xù)監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)(IGMAS)2020年1月1日至6月30日期間的導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)，評(píng)估了北斗三號(hào)衛(wèi)星B1I/B3I信號(hào)的空間信號(hào)可用性，結(jié)果如圖4所示[8]。從圖4中可以看出，采取上述系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，北斗所有衛(wèi)星空間信號(hào)可用性平均優(yōu)于0.994 4，滿足0.98的系統(tǒng)指標(biāo)要求。可以看到編號(hào)PRN59衛(wèi)星的空間信號(hào)可用性較低，這是由于該星在統(tǒng)計(jì)期間開(kāi)展了較長(zhǎng)時(shí)間的在軌試驗(yàn)。

圖4 空間信號(hào)可用性

下面給出部分設(shè)計(jì)的在軌應(yīng)用示例。

1)GEO南北位置保持降低軌控中斷頻次的應(yīng)用

以某在軌衛(wèi)星為例，假定系統(tǒng)服務(wù)和地面系統(tǒng)允許的傾角范圍為3°,根據(jù)傾角攝動(dòng)分析給出了初始升交點(diǎn)赤經(jīng)在220°～320°之間變化時(shí)對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星整個(gè)壽命期間的傾角攝動(dòng)情況。不同初始升交點(diǎn)赤經(jīng)對(duì)應(yīng)的不控傾角的時(shí)長(zhǎng)見(jiàn)表3。由表3可知，當(dāng)初始升交點(diǎn)赤經(jīng)為290°～300°時(shí)，衛(wèi)星不做南北保持的時(shí)間較長(zhǎng)，均可達(dá)到6年5個(gè)月。因此通過(guò)衛(wèi)星傾角和升交點(diǎn)赤經(jīng)的優(yōu)化選擇，可使衛(wèi)星在軌初期的6年5個(gè)月內(nèi)不需要進(jìn)行南北保持，有效減少壽命期內(nèi)南北控制中斷。

表3 不控傾角時(shí)長(zhǎng)

2)漂星策略應(yīng)用

漂星優(yōu)化策略在系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡實(shí)施中得以驗(yàn)證，相比之前瞄準(zhǔn)中心定點(diǎn)位置和軌道高度的方法，優(yōu)化后的策略在漂星經(jīng)度范圍上減少了2個(gè)漂移半環(huán)寬度，按1°/d的漂星速度，單顆IGSO漂星不可用時(shí)間降低了41%，距離下次軌控的時(shí)間間隔延長(zhǎng)2～4倍。

3)異常中斷分級(jí)處置應(yīng)用

根據(jù)異常的分類原則優(yōu)化異常處置，占比約98%的異常得到了快速處置；實(shí)現(xiàn)了境內(nèi)空間段異常處置時(shí)間從超過(guò)2 h縮減到約30 min，減少了非計(jì)劃中斷時(shí)間，有效提升了系統(tǒng)的可用性。

4.2 后續(xù)建議

在近期的運(yùn)行評(píng)估中發(fā)現(xiàn)，計(jì)劃內(nèi)中斷和境內(nèi)非計(jì)劃中斷已大幅縮短，而境外非計(jì)劃中斷逐漸凸顯，成為后續(xù)可用性提升的一個(gè)重要方向。針對(duì)境外異常，平臺(tái)類異常均可按第4節(jié)處置流程，通過(guò)星間鏈路得到快速處置。但境外業(yè)務(wù)異常由于運(yùn)控系統(tǒng)在境外缺少地面信號(hào)監(jiān)測(cè)確認(rèn)手段，存在衛(wèi)星異常已恢復(fù)但地面無(wú)法監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)確認(rèn)的情況，造成境外非計(jì)劃中段時(shí)間較長(zhǎng)，后續(xù)設(shè)想通過(guò)衛(wèi)星星上自主完好性的信號(hào)監(jiān)測(cè)能力，為運(yùn)控系統(tǒng)的恢復(fù)確認(rèn)提供輸入依據(jù)，縮短境外衛(wèi)星異常的處置時(shí)間。

5 結(jié)束語(yǔ)

導(dǎo)航衛(wèi)星可用性是系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)，其提升工作也是導(dǎo)航系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的重要方向。針對(duì)影響衛(wèi)星可用性的中斷，本文從降低中斷頻次、縮短中斷處置時(shí)間開(kāi)展了系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效縮減了中斷時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的大幅提升，為北斗系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的技術(shù)保障。后續(xù)針對(duì)境外非計(jì)劃中斷，可通過(guò)加強(qiáng)衛(wèi)星星上自主完好性的信號(hào)監(jiān)測(cè)能力，為運(yùn)控系統(tǒng)的恢復(fù)確認(rèn)提供輸入依據(jù)，以縮短境外衛(wèi)星異常的非計(jì)劃中斷時(shí)長(zhǎng)。