(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211306133.2 (22)申请日 2022.10.25 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 王飞雪　刘文祥　李柏渝　覃曼丽　 肖伟　鲁祖坤　叶小舟　陈飞强　 聂苇　谢郁辰　刘金圆　欧阳丹　 (74)专利代理 机构 北京盛询知识产权代理有限 公司 11901 专利代理师 郭成文 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G01S 19/01(2010.01) G06F 111/08(2020.01)G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种卫星导航安全效能分析系统及建立方 法 (57)摘要 本发明公开了一种卫星导航安全效能分析 系统及建立方法， 包括： 任务制定与规划子系统、 仿真引擎子系统、 运行显示子系统、 导航安全体 系模型子系统、 安全分析子系统、 态势接入子系 统和实物系统驱动子系统。 通过建立涵盖导航系 统模型、 增强系统模型、 威胁系统模型、 环境模 型、 用户接收模 型和备份导航模 型等多类仿真模 型库， 采用标准易扩展的仿真架构， 简单易用的 界面和接口， 解决导航安全任务筹划、 效能评估 和导航模拟训练和战术战法研究的问题， 实现实 测场景与软件分析场景的协同验证 。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 115374656 A 2022.11.22 CN 115374656 A 1.一种卫星导 航安全效能分析系统， 其特 征在于， 包括： 任务制定与规划子系统， 用于根据规划任务脚本、 仿真模式及运行流程脚本、 运行场景 脚本对导航安全典型场景进行构建和模型参数等效； 控制 仿真引擎子系统的启停， 并进行 初始运行的加载； 仿真引擎子系统， 与所述任务制定与规划子系统连接， 用于获取设计完成的场景， 调用 导航安全体系模型子系统中的各个模型， 按照场景设定的流程进行导航安全分析， 模拟用 户使用导 航设备的全过程， 将各个监测点的结果输出至安全分析子系统进行安全分析； 运行显示子系统， 与所述仿真引擎子系统连接， 用于仿真场景展示、 仿真状态态势展示 和分析结果展示； 导航安全体系模型子系统， 与所述仿真引擎子系统连接， 用于提供导航安全分析过程 中涉及到的模型体系； 实物系统驱动子系统， 用于实现利用导航安全分析系统构建的软件场景控制实物硬件 平台， 基于所述平台根据指定任务场景驱动相应的硬件设备模拟物理世界的任务场景； 安全分析子系统， 与所述运行显示子系统连接， 用于根据评估指标对仿真引擎子系统 全过程节点输出的监测点指标进行安全性能分析； 态势接入子系统， 与所述实物系统驱动子系统连接， 用于接收外部传输的数据， 以及进 行数据提取和存 储。 2.根据权利要求1所述的卫星导 航安全效能分析系统， 其特 征在于， 所述任务制定与规划子系统包括场景开发模块、 任务 规划开发模块； 所述场景开发模块用于通过用户规划任务场景或外接系统导入任务， 明确场景对象、 对象属性、 对象行为， 描述 不同场景的组成参数； 所述任务规划开发模块用于获取任务的观测及评估节点、 初始输入启动数据、 输入的 态势数据。 3.根据权利要求1所述的卫星导 航安全效能分析系统， 其特 征在于， 所述仿真引擎子系统包括并行仿真引擎核、 公共算法支持服务模块、 模型驱动诊断接 口、 主框架模块； 所述仿真引擎核， 用于为并行仿真程序提供服务， 服务内容至少包括仿真时间管理、 事 件处理和内存管理； 所述公共算法支持服 务模块， 用于为并行离 散事件仿真提供服 务库； 所述模型驱动诊断接口， 用于为仿真人员提供仿真基本状态和控制显示， 用以监控和 改变模型的状态； 所述主框架模块， 用于为并行仿真提供了可执行外壳函数， 支持对仿真成员和仿真主 体系统进行对接 。 4.根据权利要求1所述的卫星导 航安全效能分析系统， 其特 征在于， 所述运行显示子系统包括仿真场景展示模块、 仿真状态态势展示模块、 分析结果展示 模块； 所述仿真场景展示模块用于 显示试验 任务及系统初始状态； 所述仿真状态态势展示模块用于通过试验运行管理收集仿真过程中的各类状态数据， 对仿真系统运行 过程中参与的所有逻辑系统相关信息的监控显示；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115374656 A 2所述分析 结果展示模块用于将体系评估的相关结果进行显示。 5.根据权利要求1所述的卫星导 航安全效能分析系统， 其特 征在于， 所述导航安全体系模型子系统所提供的模型至少包括导航系统模型、 增强系统模型、 威胁系统模型、 环境模型、 用户接收模型、 备份导 航模型。 6.根据权利要求1所述的卫星导 航安全效能分析系统， 其特 征在于， 所述评估指标包括第一评估指标、 第二评估指标； 所述第一评估指标包括导航可用性、 定位精度、 可见和可用卫星数、 各卫星载噪 比、 跟 踪状态、 所在方位， 威胁目标的方位、 威胁到 达功率， 分析目标的威胁态 势； 所述第二评估指标包括天线性能、 概 率误差、 目标损毁概 率、 任务规划行动总结。 7.根据权利要求1所述的卫星导 航安全效能分析系统， 其特 征在于， 所述安全分析子系统包括 导航服务性能分析模块、 干扰 影响叠加模块、 效能分析模块； 所述导航服务性能分析模块用于分析用户装备的基本性能； 所述基本性能包括： 覆盖 性分析、 DOP值计算、 导 航定位精度分析、 可 见卫星数计算、 可用性计算、 载噪比、 干信比； 所述干扰影响叠加模块用于根据干扰参数与导航装备抗干扰参数， 根据理论模型推算 干扰对装备的可用性、 通信、 测距、 定位等的定量影响， 获得可用性与连续性下降情况、 测距 与定位精度下降情况、 通信误码率性能恶化情况 的推算结果， 并在仿真运行中进行模拟叠 加； 所述效能分析模块通过效能分析模型进行效能分析， 所述效能分析模型的模型指标包 括用于表示成功完成特定任务的能力概率类指标如毁伤率、 破坏率， 用于表示导航安全性 能的指标如平均无影响工作时间、 平均无影响行驶里程。 8.根据权利要求1所述的卫星导 航安全效能分析系统， 其特 征在于， 所述外部传输的数据包括电磁环境数据、 IGMAS数据、 地基增 强数据、 复杂空间环境数 据、 实际任务数据。 9.一种卫星导 航安全效能分析系统的建立方法， 其特 征在于， 包括， 分别构建导航安全体系模型子系统、 仿真引擎子系统模型、 任务制定与规划子系统、 态 势接入子系统、 安全分析子系统、 实物系统驱动子系统、 运行显示子系统； 通过所述构建导航安全体系 模型子系统提供导航安全分析过程中涉及到的模型体系； 通过所述仿真引擎子系统模型， 推进导航接 收设备在设计场景中的仿真流程， 获得导航安 全效能分析 结果， 进一 步判定导 航安全是否会影响任务效能； 基于任务制定与规划子系统， 用户根据规划任务脚本、 仿真模式及运行流程脚本、 运行 场景脚本对导航安全典型场景进行构建和模型参数等效， 通过构建态势接入子系统， 输入 外部信息并进行导 航安全效能仿真平台的交 互； 基于交互过程将导航安全整个过程中可能受影响的节点的指标进行监测， 并采用对应 的算法进 行效能分析； 并基于实物系统驱动子系统， 利用软件信息驱动硬件产生信号， 构建 导航安全分析场景， 进一步在现实环境中协同验证软件结果的正确 性； 最后对用户构建的 场景要素、 双方 行动过程、 运行 过程、 安全分析 结果和外 部态势接入展示。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115374656 A 3