卫星导航系统精度试验分析的设计与实现

导航系统精度（NSP,Navigation System Precision）分析是卫星导航系统定位、测速和授时性能仿真分析与评估的重要组成部分,NSP的可用性和连续性是导航系统服务能力的重要标志之一。研究了NSP的相关概念,分析了NSP的可用性和连续性算法,在此基础上提出了面向卫星导航系统的NSP仿真模型框架,并基于此框架设计和实现了支持NSP分析的插件工具,最后针对格网分辨率为5°×5°的区域格网进行了NSP的仿真试验分析,验证了提出的仿真模型框架和设计的插件工具的正确性。

Abstract：

Navigation System Precision Analysis is a part of the simulation analysis and evaluation of the Navigation System＇s performance on positioning,velocity-measuring and time-telling,and the availability and continuity of NSP is an important symbol of service capability of the navigation system. The NSP concept was introduced firstly,and then algorithms of the availability and continuity of NSP were researched,based on these,model architecture of the NSP was proposed and the NSP simulation analysis system was designed and implemented,finally,the simulated experiment of the grid with 10 resolution was implemented and the system architecture and the plug-in facility were testified.     

北斗卫星导航系统组网发射方案风险分析

卫星群的组网发射是北斗卫星导航系统建设中一至关重要的环节,它受到技术可靠性、发射场容量以及测控能力等方方面面的制约,因而存在着很大的不确定性因素.为确保导航系统建设进度、保障系统运行效益并减少不确定因素,在实际组网发射前需进行综合的风险分析.围绕一箭多星发射方式的选择,通过建立可靠性和风险分析框架来处理其所带来的风险,不同的发射方式具有不同的技术可靠性、资源消耗和所得收益,对一箭多星发射方式的比较,为权衡选择结果提供了定量的分析.进一步考虑发射方式的技术可靠性和其他约束的影响,对不同发射方案的表现,特别是对本文新提出的组网可靠性指标进行仿真分析,最后从多角度利用ER方法综合进行卫星组网发射方案整体性定量评估.     

基于系统效能的大型机电工程项目质量索赔定量研究

针对大型机电工程项目实施过程中,业主方如何对系统进行全面、客观的质量评估问题,在综合考虑系统可靠性、可用性等影响业主收益的各种因素的基础上,应用系统综合的方法,提出了业主方进行质量评估的系统效能的概念,建立了能在工程进行的任何阶段对工程系统质量情况进行评价的基于系统效能的定量分析模型,并在此基础上得到了工程系统质量索赔模型和进行索赔定量分析的计算步骤.     

卫星导航系统星地协同运行模式及可靠性研究

随着各类用户对卫星导航系统服务需求的不断提升,各大卫星导航系统逐步将关注点由系统研制建设转移至了系统及产品可靠性、维修性、保障性等服务可靠性方面.为实现系统研制建设及运行维护阶段的风险管理与评估,本文围绕地面主备运行控制、锚固支持和星座自主运行三种大系统运行模式,系统地分析了各种模式下的系统可靠性研究方法.同时,结合蒙特卡罗、马尔可夫链、贝叶斯网络等成熟的可靠性理论,提出了一种结合动、静态可靠性分析方法的星地协同运行可靠性分析框架,初步分析了该方法在工程中的可行性和有效性.     

货币政策不确定性与商业银行风险承担研究EI北大核心CSCDCSSCI

本文首先构建包含银行破产机制和货币政策不确定性冲击的DSGE模型,并基于带有随机波动率的货币政策规则测度了我国货币政策的不确定性,进一步从微观银行层面探讨了货币政策不确定性对我国商业银行风险承担和信贷活动的影响,并运用SVAR模型分析了货币政策不确定性对宏观信贷风险和实体经济活动的影响.本文的研究发现:1)货币政策不确定性的上升会增加商业银行的不良贷款率,进而加大商业银行的风险承担水平.2)货币政策不确定性冲击会抑制商业银行的信贷活动.3)货币政策不确定性冲击会通过增加商业银行的信贷风险进而对实体经济活动带来紧缩效应.本文的研究对于我国央行优化货币政策调控以防范金融风险,推进“稳金融”和“稳预期”等工作具有一定的政策启示.     

人口老龄化、移民与经济增长EI北大核心CSCDCSSCI

人口老龄化带来的人口结构失衡阻碍了经济增长,而移民一定程度上可以直接补充经济系统中的劳动力,因此受到广泛关注.为探讨移民对老龄经济系统的影响,本文构建了基于移民的老龄经济模型.该经济系统在一定条件下,存在唯一鞍型稳定的平衡增长路径.在此路径中,移民的作用是"中性"的,对经济系统仅存在水平效应而无增长效应.即引入移民提高了均衡总资本和总产出水平,并提高了社会福利,但并不影响产出或资本增长率,也并未缓解人口老龄化对经济增长的不利影响.为使移民政策在老龄化背景下发挥积极作用,本文进一步将技术进步率表示为移民的函数,由此说明,引入高人力资本的移民,可以在一定程度上抵消人口老龄化的负面作用,从而在长期促进经济增长.     

汽车供应链的以旧换新最优定价研究EI北大核心CSCDCSSCI

以旧燃油车换新燃油车(TONF)是汽车行业常见的以旧换新服务.随着新能源车的快速发展,一些汽车品牌商又推出了以旧燃油车换新能源车(TONE)服务.然而,TONF和TONE的并存可能加剧新燃油车和新能源车的竞争.因此,汽车制造商和经销商应在不同的以旧换新策略中做出权衡,并制定出相应的最优定价.基于此,本文在消费者对新能源汽车存在里程焦虑的情境下,构建了一个由汽车制造商和经销商联合开展以旧换新的供应链博弈模型,探讨了经销商仅提供TONF,仅提供TONE和两者均提供的阈值条件,以及相应以旧换新策略下的最优定价决策.研究结果表明,经销商以旧换新策略选择不仅与新燃油汽车和新能源汽车的单位生产成本有关,同时也取决于制造商提供的回购补贴大小.消费者对新能源车的里程焦虑也将对经销商以旧换新策略选择产生重要影响.特别是当单位生产成本居中时,消费者对新能源车的里程焦虑大小在经销商以旧换新策略的选择中起主导作用.     

食品质量链风险传递耦合网络研究EI北大核心CSCDCSSCI

在考虑食品质量链风险演变受多质量风险参量影响且各质量风险参量传递具有异构网络特性的基础上,基于食品生产工艺网络,以GERT单元与质量风险参量流表征各质量风险参量传递网络拓扑结构,引入层间交互邻接矩阵,构建食品质量链风险传播多层耦合网络模型.以质量风险参量和阈值区间的关系来表征质量风险的演化,用SIS模型模拟质量风险的传递,设计质量管理策略与风险参量评估指标开展食品质量链的质量风险控制与防范分析.研究结果表明本文所提方法能有效的反映食品质量链风险参量演变为食品质量风险的过程.同时,基于相关质量风险参量对应的质量管理改进和举措,如食品企业生产关键工艺的创新和改良,政府对食品生产过程的质量管制强化,可有效降低相关质量问题发生的概率,进而提高食品质量水平.     

股价泡沫的逆CIR模型研究EI北大核心CSCDCSSCI

按照股价泡沫的定义,泡沫识别的本质是一个联合检验问题,面临着二难逻辑困境.不少学者因此尝试绕开泡沫定义,通过假设投机的行为特征来直接提出对应的泡沫价格随机过程模型,然后围绕这些模型的统计性质来创建识别方法.然而,目前的随机过程模型对泡沫形态的限制性较强,忽略了很多的泡沫形态,导致泡沫识别的灵敏度不高.另外,大部分模型缺乏对泡沫崩溃风险率的动态建模,使得对泡沫的实时预警缺乏理论支持.为了克服传统模型的这些不足,本文提出了一个新的股价泡沫模型.由于该模型的解服从倒数化的Cox-Ingersoll-Ross(CIR)过程,简称为逆CIR泡沫模型.该模型经济学意义明确且形式简约,便于估计.本文证明,该模型兼容传统泡沫模型的非线性风险溢价和价格暂态超指数膨胀特征.同时还证明,逆CIR模型能够解释传统模型所无法解释的泡沫实证效应——泡沫崩溃前的1)暴雨前寂静现象;2)高位滞涨现象.另外,此模型包含内生且具有明确经济意义的泡沫崩溃风险率,可作为实时预警指标.本文给出了崩溃风险率的计算方法——求解高斯超几何函数方程.对我国股市2015年泡沫崩溃的风险率实证估计表明,该模型具有良好的识别和预警效果.     

《系统工程理论与实践》投稿须知EI北大核心CSCDCSSCI

简介《系统工程理论与实践》是中国系统工程学会会刊,创刊于1981年,是系统工程领域创办的第一个刊物,她记载和见证了中国系统科学与系统工程以及管理科学的成长和发展。本刊为月刊,每月25日出版,主要刊登系统工程理论与方法及其在管理、信息、金融、经济、能源、环境、军事、工业、农业、教育等领域中具有重要学术影响的创新理论和具有重要应用价值的优秀成果。《系统工程理论与实践》是国家自然科学基金委员会管理科学A级重要学术期刊,全部论文被Ei收录,一直是全国中文核心期刊。     

北斗系统C波段导航信号调制方式及性能评估

针对C波段卫星导航信号严格的兼容性约束要求,探索性地将基于椭圆球面波函数的连续相位调制(continuous phase modulation based on prolate spheroidal wave functions, CPM-PSWF)应用于C波段导航。在分析了关键参数对CPM-PSWF信号功率谱特性影响后,初步筛选出4个CPM-PSWF子族作为C波段候选导航信号,并对其导航性能指标进行评估。在权衡C波段信号频谱兼容性和各导航性能指标基础上,提出将“QM2PSWF(10)C=6”且h=0.5的CPM-PSWF信号用作北斗系统C波段的导航信号。研究表明,所提出的CPM-PSWF信号频谱泄露少,带外衰减快,同时在码跟踪精度与抗多径性能方面,较当前C波段非CPM-PSWF候选导航信号更具竞争力。     

复杂体系效能测度建模研究

根据复杂体系的概念及其所呈现出的多种特性,提出了复杂体系“两层四级”的效能测度建模框架,并针对复杂体系内部的相互位置层次及其功能关联定义了度量实体、层级映射、系统关联性和软构层等相关概念,清晰地阐释了复杂体系效能测度建模时体系层次映射的实质;最后,进行了复杂体系效能测度的通用建模设计,从而为复杂体系的效能评估以及体系改进和优化提供一定的理论指导.     

无人机卫星导航系统的电磁干扰效应规律研究

针对无人机飞行过程中其卫星导航系统容易受到电磁干扰而不定位的问题,以某型无人机的导航接收机为试验对象,开展了连续波干扰信号的注入效应试验。通过试验得到不同类型卫星的带内电磁敏感度曲线,并研究了初始载噪比与电磁敏感阈值、干信比之间的关系。此外,还得到了导航接收机定位失锁的敏感频段,然后通过开展定性试验分析,得知同频干扰和混频器副波道干扰是导航接收机定位失锁的主要原因。根据以上结论给出一种无人机卫星导航系统电磁干扰预测的可行性方法,对提升无人机在复杂电磁环境下的安全态势具有重要意义。     

无人机卫星导航系统的电磁干扰效应规律研究

针对无人机飞行过程中其卫星导航系统容易受到电磁干扰而不定位的问题,以某型无人机的导航接收机为试验对象,开展了连续波干扰信号的注入效应试验。通过试验得到不同类型卫星的带内电磁敏感度曲线,并研究了初始载噪比与电磁敏感阈值、干信比之间的关系。此外,还得到了导航接收机定位失锁的敏感频段,然后通过开展定性试验分析,得知同频干扰和混频器副波道干扰是导航接收机定位失锁的主要原因。根据以上结论给出一种无人机卫星导航系统电磁干扰预测的可行性方法,对提升无人机在复杂电磁环境下的安全态势具有重要意义。     

面向导航系统性能仿真的可移植性框架

导航系统性能仿真面临多领域模型集成和分析的困难.研究了仿真模型可移植性(simulation modelportability, SMP2.0)规范,分析了卫星导航系统仿真的基本特点和需求,提出了卫星导航性能仿真的可移植性框架,建立了基于SMP2.0的导航仿真应用架构.该架构包含导航系统模型设计、开发、集成、运行和试验...     

无源北斗/惯导组合导航算法研究

针对北斗卫导/惯导组合导航系统设计组合导航卡尔曼滤波定位算法,并对组合导航算法的可观性进行了分析,提出了引入伪距率和前后滤波伪距之差作为观测量改善组合导航系统的可观测性。基于高稳定度的用户时钟,通过仿真验证了伪距率和前后滤波伪距之差观测量都能提供伪距不能提供的额外观测信息,都可以将钟差由不可估计变为可估计,改善组合系统的稳定性,并且提高丢星时的滤波定位精度。因此,在北斗/惯导组合导航系统中引入伪距率或前后滤波伪距之差做观测量是必要而可行的。     

卫星导航系统点波束功率增强信号参数优化设计

导航卫星面向特定区域播发点波束功率增强信号, 是提高导航信号抗干扰性能的一种有效措施。针对点波束功率增强信号具有波束宽度窄、指向可变的特点, 研究了信号功率增强幅度、半波束角和扫描角等工作参数对覆盖性能的影响。分析结果表明, 功率增强幅度在0~20 dB变化时, 等效载噪比线性增加, 具有最好的增强效果。当高轨地球同步轨道(geosynchronous earth orbit, GEO)/倾斜地球同步轨道(inclined geosynchronous earth orbit, IGSO)卫星和中轨道(medium earth orbit, MEO)天线半波束角分别为0.86°和1.31°时, 在卫星发射总功率不变的条件下可实现20 dB的点波束功率增强, 对应的作用区半径分别为542 km和494 km。当GEO/IGSO卫星和MEO卫星天线扫描角分别取7.79°和11.90°时, 最大功率增强覆盖范围半径可达到9 046 km和8 538 km。     

基于Petri网的导航卫星星座备份策略分析评估方法

针对北斗三号系统中轨道Walker导航星座的备份策略问题,提出基于随机时间Petri网(stochastic timedPetrinet,STPN)的分析评估方法.通过构建单星、轨道面和导航星座的3层STPN模型,分析不同备份策略下星座运行的逻辑行为特性和操作事件的时序关系.建立导航星座的可用性模型和运行成本模型,作为...     

高精度自主导航系统重构方案研究与实现

提出了卫星信号丢失情况下在已知环境中高精度自主导航系统的重构方案与具体实现方法。在通常情况下自主导航系统采取INS/GPS基本组合方法,在GPS信号无效时,采用基于模糊规则的系统自主切换方法实施备用导航方案。设计了源于即时定位与制图在线制图思想的地图匹配辅助高精度自主导航实现方案,详细论述了自主导航系统重构方法和算法设计。通过实测数据,针对此方案在GPS信号不同覆盖情况下进行了计算机仿真,给出改进方案与传统方法的实际路试对比结果,具有实际工程意义。