北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)智能運行維護理論與實踐

第1章概論1
1.1北斗系統(tǒng)概況1
1.1.1北斗系統(tǒng)基本組成1
1.1.2北斗系統(tǒng)特點2
1.2北斗系統(tǒng)運維概況2
1.2.1北斗系統(tǒng)運維特點和要求2
1.2.2北斗系統(tǒng)運維發(fā)展歷程3
1.2.3北斗系統(tǒng)運維現(xiàn)狀6
1.2.4北斗系統(tǒng)運維面臨的挑戰(zhàn)8
1.3發(fā)展趨勢與機遇11
1.3.1國外衛(wèi)星導航系統(tǒng)運維體系發(fā)展情況11
1.3.2航天器健康管理技術(shù)發(fā)展情況21
1.3.3人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展及其在系統(tǒng)運維中的應用情況28
1.3.4現(xiàn)代信息技術(shù)給北斗系統(tǒng)運維帶來的機遇37
第2章北斗系統(tǒng)智能運維理論與技術(shù)體系40
2.1概述40
2.2北斗系統(tǒng)智能運維理論40
2.2.1北斗系統(tǒng)運維理論基礎(chǔ)40
2.2.2北斗系統(tǒng)智能運維“三環(huán)三融合”原理42
2.2.3北斗系統(tǒng)智能運維理論模型47
2.2.4北斗系統(tǒng)智能運維內(nèi)涵與特征47
2.3北斗系統(tǒng)智能運維技術(shù)體系50
2.3.1體系構(gòu)建目標50
2.3.2北斗系統(tǒng)智能運維技術(shù)體系架構(gòu)51
2.3.3數(shù)據(jù)感知融合技術(shù)51
2.3.4系統(tǒng)運行評估技術(shù)55
2.3.5系統(tǒng)故障診斷預測技術(shù)57
2.3.6系統(tǒng)運維決策技術(shù)58
2.4北斗系統(tǒng)智能運維技術(shù)發(fā)展路線60
2.4.1北斗系統(tǒng)智能運維發(fā)展思路60
2.4.2北斗系統(tǒng)智能運維發(fā)展路線圖的繪制61
2.4.3北斗系統(tǒng)智能運維分階段建設(shè)內(nèi)容61
第3章北斗系統(tǒng)數(shù)據(jù)感知融合64
3.1概述64
3.2數(shù)據(jù)類型與標準64
3.2.1衛(wèi)星導航數(shù)據(jù)65
3.2.2在軌遙測數(shù)據(jù)67
3.2.3星間鏈路數(shù)據(jù)68
3.2.4監(jiān)測評估數(shù)據(jù)69
3.2.5地面試驗測試數(shù)據(jù)75
3.2.6質(zhì)量問題信息78
3.2.7數(shù)據(jù)標準78
3.3數(shù)據(jù)監(jiān)測感知78
3.3.1監(jiān)測體系78
3.3.2數(shù)據(jù)采集策略79
3.3.3傳感技術(shù)81
3.3.4數(shù)據(jù)互聯(lián)接口81
3.4數(shù)據(jù)聯(lián)通與數(shù)據(jù)管理81
3.4.1數(shù)據(jù)存儲81
3.4.2數(shù)據(jù)查詢83
3.4.3數(shù)據(jù)備份83
3.4.4數(shù)據(jù)維護84
3.4.5數(shù)據(jù)安全85
3.5數(shù)據(jù)融合85
3.5.1數(shù)據(jù)清洗和預處理技術(shù)86
3.5.2數(shù)據(jù)融合技術(shù)88
3.6數(shù)據(jù)應用場景89
第4章北斗系統(tǒng)運行評估95
4.1概述95
4.2北斗系統(tǒng)運行狀態(tài)評估96
4.2.1衛(wèi)星系統(tǒng)運行狀態(tài)評估96
4.2.2地面運控系統(tǒng)運行狀態(tài)評估102
4.2.3測控系統(tǒng)運行狀態(tài)評估103
4.2.4星間鏈路運行管理系統(tǒng)運行狀態(tài)評估104
4.3北斗系統(tǒng)服務性能評估106
4.3.1空間信號的質(zhì)量評估106
4.3.2空間信號的性能評估108
4.3.3定位導航授時服務性能評估113
4.3.4星基增強服務性能評估118
4.3.5短報文通信服務性能評估119
4.4北斗系統(tǒng)運行質(zhì)量風險評估119
4.4.1北斗系統(tǒng)運行風險綜合評估119
4.4.2北斗系統(tǒng)運行可靠性評估124
4.4.3質(zhì)量問題綜合分析130
4.5常用技術(shù)方法130
4.5.1貝葉斯網(wǎng)絡方法131
4.5.2基于貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡融合分析方法131
4.5.3基于信息流的網(wǎng)絡可用性可靠性建模分析方法132
4.6應用示例133
4.6.1北斗系統(tǒng)服務性能監(jiān)測評估133
4.6.2衛(wèi)星關(guān)鍵單機狀態(tài)評估141
4.6.3衛(wèi)星系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測評估147
4.6.4地面運控系統(tǒng)風險評估151
4.6.5基于數(shù)據(jù)融合的綜合可用性評估154
第5章北斗系統(tǒng)故障診斷與預測157
5.1概述157
5.2故障報警分級標準157
5.2.1衛(wèi)星系統(tǒng)故障報警分級標準158
5.2.2地面各系統(tǒng)故障報警分級標準159
5.3系統(tǒng)智能故障診斷160
5.3.1服務級智能故障感知160
5.3.2運行級智能故障診斷160
5.4系統(tǒng)智能故障預測170
5.4.1整星智能壽命預測171
5.4.2單機/設(shè)備智能壽命預測172
5.5常用技術(shù)方法175
5.5.1智能故障診斷方法175
5.5.2智能故障預測方法181
5.6應用示例185
5.6.1空間信號異常診斷示例185
5.6.2基于規(guī)則的衛(wèi)星故障診斷示例188
5.6.3基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的衛(wèi)星故障診斷示例188
5.6.4基于系統(tǒng)集成的衛(wèi)星故障診斷示例191
5.6.5地面運控系統(tǒng)定軌業(yè)務故障診斷示例192
5.6.6星載氫鐘故障預測示例203
第6章北斗系統(tǒng)運維決策207
6.1概述207
6.2常態(tài)運維調(diào)度207
6.2.1多系統(tǒng)聯(lián)合運維調(diào)度207
6.2.2可視化運維支撐209
6.3故障處置決策211
6.3.1衛(wèi)星在軌故障處置211
6.3.2基于在軌技術(shù)支持系統(tǒng)的故障處置流程優(yōu)化212
6.4系統(tǒng)運行風險管控213
6.4.1基于后果的系統(tǒng)風險分級分類管控213
6.4.2基于多層級的風險分級管控214
6.5常用技術(shù)方法216
6.5.1基于狀態(tài)監(jiān)測的預測維護規(guī)劃方法217
6.5.2基于遺傳算法的多約束智能優(yōu)化方法221
6.5.3支持多平臺數(shù)據(jù)的可視化決策支持技術(shù)223
6.6應用示例226
6.6.1基于可用性分析評價的星座薄弱環(huán)節(jié)分析與備份策略優(yōu)化研究226
6.6.2主備星載原子鐘時頻信號無縫切換方法231
6.6.3系統(tǒng)多通道融合互備決策235
6.6.4能源智能控制決策235
6.6.5姿態(tài)智能控制決策237
第7章北斗系統(tǒng)智能運維平臺239
7.1概述239
7.2智能運維平臺總體架構(gòu)與系統(tǒng)組成239
7.2.1平臺總體架構(gòu)239
7.2.2平臺系統(tǒng)組成239
7.2.3平臺與各系統(tǒng)間接口關(guān)系242
7.3系統(tǒng)主要功能243
7.3.1云平臺與監(jiān)控調(diào)度子系統(tǒng)功能243
7.3.2管理與監(jiān)控子系統(tǒng)功能243
7.3.3信息交互共享子系統(tǒng)功能245
7.3.4載荷信號監(jiān)測評估與維護子系統(tǒng)功能246
7.3.5健康狀態(tài)評估與維護子系統(tǒng)功能247
7.3.6衛(wèi)星系統(tǒng)性能評估與仿真子系統(tǒng)功能247
7.3.7故障診斷子系統(tǒng)功能248
7.3.8星座運行風險評估與預警子系統(tǒng)功能248
7.3.9質(zhì)量綜合分析評估子系統(tǒng)功能249
7.3.10運維決策可視化子系統(tǒng)功能249
7.4技術(shù)指標體系262
7.4.1數(shù)據(jù)感知融合262
7.4.2系統(tǒng)運行評估264
7.4.3系統(tǒng)故障診斷預測264
7.4.4系統(tǒng)運維保障265
7.5智能運維平臺主要特點265
名詞說明266
參考文獻270
后記273