一种卫星数据接收系统的效能评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及航天地面应用领域，尤其是一种卫星数据接收系统的效能评估方法。
【背景技术】
[0002] 随着对卫星数据地面接收系统的不断发展，各类卫星等空间信息系统设施越来越 多，如何开展卫星数据地面接收系统的效能评估，以指导星地资源的布局和发展，是卫星数 据接收系统设计开发中的一个重要课题。卫星数据接收系统性能指标涵盖多个方面，目前， 卫星数据接收系统的效能评估指标研宄多侧重于接收能力方面指标的分析和评价，缺乏统 一的评价指标，尤其针对卫星数据接收任务规划算法的评价还没有形成统一的评价方法， 接收任务规划中涉及到多种任务规划模型算法，每种算法都有特定的适用范围和技术特 点，为了确定规划方案的优化性、算法的适用性，达到今后能够扩充算法的目的，需要能够 对算法性能和适应范围进行一个系统评价，从而确定规划过程中如何选择算法。因此，为了 对卫星数据接收系统效能进行科学客观的评估，必须综合卫星数据接收任务规划算法和接 收能力分析等各项指标，设计一套体系化的效能评估指标体系，采用科学合理的计算方法 对卫星数据接收系统进行效能评估。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种卫星数据接收系统的效能评估方法， 以通过体系化的卫星数据接收效能评估体系，依据卫星数据接收系统特点，给出各级指标 能力的计算方法，设计出一种客观、精细、可操作性强的评估方法，实现对卫星数据接收系 统的多尺度效能评估。
[0004] 为达到上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种卫星数据接收系统 的效能评估方法，包括以下步骤：
[0005] 步骤1 :构建卫星数据接收系统效能评估体系，所构建的效能评估体系包含四级 指标能力，分别为一级指标、二级指标、三级指标和四级指标，并根据具体应用设定各级指 标权重；
[0006] 步骤2 :选择相应的卫星数据接收效能评估样本数据，计算所述卫星数据接收系 统的一级指标；
[0007] 步骤3 :计算所述卫星数据接收系统的二级指标，所述二级指标采用算术加权平 均法，由所述一级指标计算得出；
[0008] 步骤4:计算所述卫星数据接收系统的三级指标，所述三级指标采用算术加权平 均法，由所述二级指标计算得出；
[0009] 步骤5 :计算所述卫星数据接收系统的总体指标，所述总体指标采用算术加权平 均法，由所述三级指标计算得出；
[0010] 步骤6 :展示上述得到的各项效能评估结果。
[0011] 其中，步骤2中所述卫星数据接收系统的一级指标包括：总任务完成率、重要任务 完成率、地面站负载率、地面站利用率、天线负载率、信道负载率、记录器负载率、平均每天 服务时间、平均白天每天服务次数、平均每晚服务次数、平均白天每圈服务时间、平均设备 利用率、地面站服务总时间和传输时延。
[0012] 其中，步骤3中所述采用算术加权平均法计算所述卫星数据接收系统的二级指标 的步骤包括：
[0013] 设所述二级指标B由4, A2，…，An η个一级指标计算得出，对应一级指标权重为 Wai,则按算术加权平均法，计算公式如下：
【主权项】
1. 一种卫星数据接收系统的效能评估方法，包括w下步骤： 步骤1;构建卫星数据接收系统效能评估体系，所构建的效能评估体系包含四级指标 能力，分别为一级指标、二级指标、=级指标和四级指标，并根据具体应用设定各级指标权 重； 步骤2 ;选择相应的卫星数据接收效能评估样本数据，计算所述卫星数据接收系统的 一级指标； 步骤3 ;计算所述卫星数据接收系统的二级指标，所述二级指标采用算术加权平均法， 由所述一级指标计算得出； 步骤4 ;计算所述卫星数据接收系统的S级指标，所述S级指标采用算术加权平均法， 由所述二级指标计算得出； 步骤5 ;计算所述卫星数据接收系统的总体指标，所述总体指标采用算术加权平均法， 由所述=级指标计算得出； 步骤6 ;展示上述得到的各项效能评估结果。
2. 如权利要求1所述的卫星数据接收系统的效能评估方法，其中步骤2中所述卫星数 据接收系统的一级指标包括；总任务完成率、重要任务完成率、地面站负载率、地面站利用 率、天线负载率、信道负载率、记录器负载率、平均每天服务时间、平均白天每天服务次数、 平均每晚服务次数、平均白天每圈服务时间、平均设备利用率、地面站服务总时间和传输时 延。
3. 如权利要求1所述的卫星数据接收系统的效能评估方法，其中步骤3中所述采用算 术加权平均法计算所述卫星数据接收系统的二级指标的步骤包括： 设所述二级指标B由Ai，A2，…，Aji个一级指标计算得出，对应一级指标权重为Wai，jI〇J 按算术加权平均法，计算公式如下：
其中，n为自然数，Wa,根据具体应用确定取值。
4. 如权利要求1所述的卫星数据接收系统的效能评估方法，其中步骤3中所述二级指 标包括：接收任务完成情况指标、接收资源负载率、规划收敛时间指标、接收任务满足情况 和接收资源利用率； 所述接收任务完成情况指标由总任务完成率和重要任务完成率计算得出； 所述接收资源负载率由地面站利用率、地面站负载率、天线负载率、信道负载率和记录 器负载率计算得出； 所述规划收敛时间指标分析比对算法在进行各类情况下接收任务的规划时，任务规划 算法的时效性； 所述接收任务满足情况由接收任务完成率、平均白天服务时间、平均白天每天服务次 数、平均每晚服务次数和平均白天每圈服务时间计算得出； 所述接收资源利用率由平均设备利用率、地面站服务总时间和传输时延计算得出。
5. 如权利要求1所述的卫星数据接收系统的效能评估方法，其中步骤4中所述采用算 术加权平均法计算所述卫星数据接收系统的=级指标的步骤包括：
设S级指标C由Bi，B2,…，Bji个二级能力计算得出，对应二级指标权重为师1，则按算 术加权平均法，计算公式如下：
其中，n为自然数，Wbi根据具体应用确定取值。
6. 如权利要求1所述的卫星数据接收系统的效能评估方法，其中所述=级指标包括卫 星数据接收任务规划算法评价指标和接收能力分析指标；W及 所述卫星数据接收任务规划算法评价指标通过接收任务完成情况、接收资源负载率和 规划收敛时间计算得到； 所述接收能力分析指标通过接收任务满足情况和接收资源利用率计算得到。
7. 如权利要求1所述的卫星数据接收系统的效能评估方法，其中步骤5中所述采用算 术加权平均法计算所述卫星数据接收系统的总体指标的步骤包括： 设总体指标D由。，[2，…，Cji个S级指标计算得出，对应S级指标权重为WCi，则按算 术加权平均法，计算公式如下：
其中，n为自然数，WCi根据具体应用确定取值。
8. 如权利要求1所述的卫星数据接收系统的效能评估方法，其中步骤5中所述卫星数 据接收系统的总体指标由算法评价指标和接收能力分析指标计算得到。
9. 一种卫星数据接收系统的效能评估装置，包括： 构建所述卫星数据接收系统效能评估体系的装置，所构建的效能评估指标体系包含 四级指标能力，分别为一级指标、二级指标、=级指标和四级指标，并根据具体应用设定一、 二、二级指标权重； 计算所述卫星数据接收系统的一级指标的装置，所述一级指标由相应的卫星数据接收 效能评估样本数据计算得出； 计算所述卫星数据接收系统的二级指标的装置，所述二级指标采用算术加权平均法， 由所述一级指标计算得出； 计算所述卫星数据接收系统的=级指标的装置，所述=级指标采用算术加权平均法， 由所述二级指标计算得出； 计算所述卫星数据接收系统的总体指标的装置，所述总体指标采用算术加权平均法， 由所述立级指标计算得出； 展示上述得到的各项效能评估结果的装置。
10. 如权利要求9所述的卫星数据接收系统的效能评估装置，其中所述展示上述得到 的各项效能评估结果的装置W图表形式进行展示。
【专利摘要】本发明公开了一种卫星数据接收系统的效能评估方法，包括：构建卫星数据接收效能评估指标体系；计算卫星数据接收系统一级指标；计算卫星数据接收系统二级指标；计算卫星数据接收系统三级指标；计算卫星数据接收总体指标；效能评估结果展现。本发明针对现有卫星数据接收系统效能评估方法难以进行体系化、细致、全面评估的问题，提出了一套覆盖全面的、体系化的卫星数据接收系统效能评估指标体系，该指标体系包含四级指标，涵盖卫星接收任务规划算法评价、接收能力分析等多个方面。该方法具有结构明晰、易于分解和组合的特点，实现了卫星数据接收系统的多尺度效能评估。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104598759
【申请号】CN201510079505
【发明人】林晓勇, 黄鹏, 章文毅, 冯阳, 孔庆玲, 陈金勇, 尚希杰, 崔庆丰, 马广彬, 过西荣, 冯柯, 张超, 周彤, 贾士达, 裴艳峰
【申请人】中国科学院遥感与数字地球研究所, 中国电子科技集团公司第五十四研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月13日