卫星导航服务性能评估与干扰监测保障系统设计

卫星导航信号存在固有脆弱性,极易受到有意或无意的电磁干扰,因此开展卫星导航服务性能和干扰信号的监测与评估,对支持导航系统运行服务和保障时空信息应用安全具有重要意义.本文针对卫星导航服务性能监测评估的机理特点,结合干扰监测排查的现实需求,给出了系统建设的总体架构和运行的机制流程,并就系统效能发挥的关键技术进行研究分析,为工程化构建“多源融合、广域覆盖,立体感知、快速响应”的导航应用监测保障系统提供总体指导和技术支撑.

高速公路排水沥青路面可持续服务性能的多尺度分析

为深入研究排水沥青路面性能影响因素,综合分析了高速公路排水沥青路面的综合服务性能,基于盐靖高速加铺排水沥青路面实体工程,并结合吸声试验、降温试验等室内试验评价,分别对不同空隙率、不同厚度的PAV-13车辙板进行降噪、降温、排水、抗滑特性分析;同时,通过分析4年间道路营运管理系统调度指挥中心值班记录和高速公路安全管理信息,对所得交通事故数据进行调查统计分析。结果表明:盐靖高速公路在路面加铺排水沥青层之后,昼间大约可以降低交通噪声6 dB,夜间可以降低交通噪声约5 dB,这表明排水沥青路面具有较显著的降噪效果,有效吸收轮胎与路面之间产生的高、低频噪声;排水沥青混合料的渗透系数明显大于密级配沥青混合料,每增加2%的空隙率,渗透系数约增加17%,最终高达0.158 cm/s,显示出其出色的排水能力;值得注意的是,排水沥青路面的临界滑水速度较密级配路面提升了9%~40%,意味着在路面积水情况下具有更高的车速上限,从而提高了路面的安全性能;另外,调查发现排水沥青路面能显著降低雨季交通事故率,特别是3—8月份,降雨量大时交通事故率明显低于其他月份。因此,排水沥青路面的卓越排水性能和抗滑性能为提升道路安全性提供了重要支持。

“北斗”卫星导航系统服务性能监测评估与展望

“北斗”三号卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统,自2020年系统开通至今服务稳定可靠,为全球用户提供了优异的导航、定位和授时服务。本文利用实测数据从覆盖能力、空间信号精度、可用性、连续性和定位精度五个方面对“北斗”系统的指标进行了分析,结果表明“北斗”系统各项服务性能指标均处于国际领先水平。此外,针对行业需求不断发展,卫星导航技术持续演进的趋势,对“北斗”系统服务性能提升的方向进行了展望,以期对下一代“北斗”系统的发展建设提供参考。

北斗系统新入网IGSO卫星服务性能分析

利用2016年6月17日~7月18日期间北斗卫星导航系统IGSO-6卫星相关数据,针对IGSO-6卫星的单星服务性能和对系统的服务性能影响以及新姿态控制模式对轨道确定的影响三个方面进行分析评估。分析结果表明,IGSO-6卫星空间信号用户测距误差为1.85m,卫星钟天稳定度为10-14量级,准确度为10-11量级,天漂移率接近10-13量级;新卫星的加入提升了系统服务性能,不同区域提升程度不同,PDOP最大提升20%左右;新姿态控制模式有助于改善地影期卫星精密轨道确定。

北斗三号导航定位技术体制与服务性能

介绍了北斗三号系统的星座设计、服务类型、导航信号体制、时空基准以及轨道确定与时间同步机制等技术体制,分析提出了评估北斗三号导航定位服务性能的指标体系,指标涵盖时空基准、空间信号质量、空间信号精度和服务性能4个方面,综合利用全球数据资源对北斗三号基本系统的导航定位服务性能进行了评估。结果显示,各信号分量有效功率比偏差优于0.25dB,S曲线过零点偏差(SCB)优于0.3ns,满足设计要求;北斗三号基本系统当前全球位置精度因子(PDOP)可用性优于85.0%,空间信号测距误差0.48m(RMS),空间信号连续性99.99%,空间信号可用性99.78%,UTC偏差误差优于19.1ns(95%),均满足系统服务性能规范承诺的指标。相对于北斗二号而言,北斗三号在覆盖能力、空间信号精度、空间信号可用性、空间信号连续性等方面均有显著提升。

北斗三号全球导航卫星系统服务性能评估:定位导航授时、星基增强、精密单点定位、短报文通信与国际搜救

本文给出了北斗三号全球导航卫星系统定位导航授时、星基增强、精密单点定位、区域短报文通信、全球短报文通信和国际搜救共6类服务的测试评估方法,并利用实测数据对各类服务的核心指标进行了评估。结果表明,定位导航授时服务方面,空间信号测距误差0.23 m(RMS),空间信号可用性99.44%,空间信号连续性99.99%,PDOP可用性100%,B1C信号全球定位精度水平方向1.31 m、垂直方向2.13 m(95%),B1C信号全球定位可用性99.93%,B1C信号授时精度14.7 ns(95%);星基增强服务方面,定位精度水平方向1.03 m、垂直方向2.60 m(95%)、具有垂直引导能力的一类进近(APV-I)可用性100%;精密单点定位服务方面,定位精度水平方向0.17 m(95%)、垂直方向0.22 m(95%)、平均收敛时间9 min;区域短报文通信服务成功率99.6%,服务容量1530万次/h(上行)、935万次/h(下行);全球短报文通信服务成功率96.46%,服务容量40万次/h(上行)、21万次/h(下行);国际搜救服务方面,搜救信号接收成功率98.3%(发射功率37 dBm)。

基于M/M/n/n+r排队模型的云计算中心服务性能分析

针对需要精确地评估分析云数据中心服务性能以保证服务质量(QoS)和避免违反服务水平协议(SLA)的问题,提出了一个基于M/M/n/n+r排队系统云计算中心近似分析模型。通过求解该模型获得用户请求响应时间的分布函数以及其他重要的QoS性能指标,同时通过仿真实验验证和获得服务器数量、队列缓冲区大小与响应时间、请求阻塞概率以及请求立即服务概率之间的关系。实验结果表明,提高服务器服务速率比增加服务器数量更利于提高服务性能。

基于导航定位服务性能的GNSS天线阵抗干扰统计性能评估方法

基于可用率指标的天线阵统计性能评估方法已成为GNSS天线阵性能评估的共识,但在指标体系及具体细节上,传统的评估方法尚存在不足之处。一是对信号作独立均匀入射的假设,与实际星座特性相差较大,二是单信号可用率指标尚无法满足GNSS接收机对导航定位的需求。针对这两方面的问题,提出了可定位概率、服务可用性等与接收机导航定位服务性能相关联的新指标。结合实际导航卫星星座的分析验证了新指标的有效性。

一个基于自律计算的系统服务性能自优化机制

系统在遭受入侵或异常攻击的情况下,如何自治地为用户提供非降级服务是网络安全技术中的终极目标.结合鞅差逼近原理,提出了一个基于自律计算的系统服务性能自优化机制(self-opti mizationmechanismbased on autonomic computing,SOAC).该机制能够根据先验自优化知识和内部环境参数信息,以自优化率极小和服务性能极大的要求发掘自优化函数的收敛趋势,实施动态自优化;之后更新最佳自优化模式集,建立并调节预测模型,完成静态自优化,提升自优化预测的精准度.两个层次彼此交互,实现动态变化环境中的系统服务性能自主增长过程.仿真实验结果验证了SOAC机制的有效性与优越性.

北斗RDSS通航监视服务性能测试研究

开展北斗RDSS通航运行监视服务性能测试是推动北斗通航服务应用的重要途径。运用当前北斗用户终端及地面指挥机系统,选取Y-12通航机型,开展了覆盖全国不同纬度、不同机载设备安装方法、包含各个飞行阶段的飞行监视测试,以北斗RDSS位置报告数据接收成功率为指标,分析了纬度、安装方案及飞行阶段对监视性能影响特征。结果显示,不同纬度区域特征下成功率未呈现显著差异,安装方案对成功率具有显著影响,当天线安装于飞机顶部时成功率最高,不同飞行阶段下成功率未出现明显差异。表明北斗RDSS在不同纬度区域以及不同飞行阶段下具有同等监视服务性能,而机载设备天线的安装位置与监视性能息息相关。并基于监视性能探讨了针对不同用户的北斗RDSS通航监视服务性能水平,说明了北斗系统用于通航运行监视的潜力。

震后给水管网服务性能的模糊评价方法

基于震后城市给水管网水力分析模型和给水管网系统服务性能准则,引入模糊数学的理论与方法,以管网节点水压和流量为评判指标,建立了震后给水管网系统服务性能的二级模糊综合评判模型.根据水压和流量的服务性能等级划分构造了单因素指标的梯形隶属函数,通过加权平均型评判模型和最大隶属度原则对管网进行综合评定,实现了地震对给水管网服务性能影响的量化评价.对一给水管网的综合评价分析结果表明,该方法可较为全面、客观地评价震后管网服务性能的优劣水平,具有一定的实用价值.

基本星座下北斗卫星导航系统服务性能分析

系统服务性能是卫星导航系统的关键技术指标。在分析可见性、几何精度因子等系统服务性能指标的基础上,采用图形显示技术和计算机仿真技术,设计实现了导航系统服务性能分析软件。重点针对现阶段基本星座下3颗地球同步轨道卫星(GEO),3颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO))的北斗卫星导航系统服务性能进行了仿真分析,对比了北斗卫星导航系统(COMPASS)与GPS兼容后在中国地区测量精度的变化。

基于HTTP的网络服务性能建模与分析

该文将服务器系统和通信访问网络考虑为一个整体建模,给出了一个基于HTTP的Web系统的服务性能模型,并将模型扩展到了多服务器系统;分析了各模型参数对网络服务性能的影响,提出了避免死锁状态的方法和增加服务器的速率原则;最后对比了几种提高服务性能的方法。仿真结果证实了模型的有效性。

北斗三代卫星导航系统服务性能仿真评估

为了解第三代北斗卫星导航系统的星座构型及其全球范围内的服务性能,建立北斗三代星座构型。利用星座可用性和覆盖性评估指标,分别仿真评估在4个典型MGEX测站及全球范围进行观测的北斗三代星座服务性能。评估结果表明:全球范围内北斗三代系统平均可见星14颗,GDOP均值为1.41,服务性能与GPS相当,且通过4个MGEX测站评估结果验证在58.75°~160°E区域北斗性能指标明显优于GPS。该评估结果可为北斗三代系统全面建成时导航定位服务的有效利用及精度的提高提供参考。

考虑服务性能的计算机网络级联失效建模

为分析计算机网络中级联失效对服务性能的影响,在考虑初始负载、节点转发速率和路由策略的基础上,建立一种基于负载容量的级联失效模型。定义吞吐量、负载率和服务时延3个评价参数,对级联失效发生前后网络服务性能的变化进行度量。以BA无标度网络为对象进行仿真实验,结果表明,该模型能客观反映级联失效导致网络服务性能急剧下降的现象,对级联失效的预防和控制具有一定指导意义。

面向服务性能的认知网络理论及形式化建模方法

认知网络是解决复杂异构网络系统自我管理的一个新途径,其模型与分析方法研究是亟待解决的关键问题.提出一种基于多元π演算的认知网络形式化建模方法,首先分析认知网络的基本特征,然后结合认知问题本质,构建认知网络理论参考模型,并将多元π演算为描述语言建立认知网络系统形式化模型,把自感知、上下文感知和动作调用的过程抽象成一系列进程,利用进程动作及其运算分别严格地刻画认知单元和系统全局认知过程,最后以自配置为例说明了模型应用.该方法以逻辑精确性为特色,能够应用于系统实现的任何阶段,为认知网络的设计提供理论指导.

交通系统地震服务性能分析

本文论述了交通系统的震害,建立了城市交通系统地震救灾服务功能模型及评估方法以及救灾功能的可靠性分析方法,提出了基于可靠度的系统地震服务功能的分析方法和最佳路径优化方法,并以可靠度和道路长度作为协调参数,运用优化方法解决了交通系统安全性和经济性之间的矛盾,提出了交通系统加固优化的实用的分析方法。最后以某城市交通网络系统为例进行了分析研究,为城市交通系统防震减灾研究提供理论基础。

以太NCS协议动态服务性能时延分析

主要讨论NCS协议动态服务性能,并且以以太NCS为例对其主要指标———网络传输时延进行了分析;指出了产生网络时延的实质;给出了计算网络传输时延的方法。该研究方法对其他实时系统研究有一定的参考意义。

MSAS系统中国区域航空服务性能分析

在介绍国际星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System,SBAS)发展现状的基础上,梳理分析了日本多功能卫星增强系统(Multi-Functional Satellite Augmentation System,MSAS)的发展历程与当前服务能力。分析发现,多功能卫星增强系统的服务区域能够覆盖我国东部地区。阐述多功能卫星增强系统电文类型和民航用户定位保护级计算方法后,通过飞行试验对其在我国东部区域的实际服务性能进行了评估。评估结果表明,在我国东部地区,多功能卫星增强系统增强定位精度优于LPV-250指标要求(水平16 m,垂直20 m);非精密进近(Non-Precision Approach,NPA)可用性、连续性均达到100%;用户保护级水平满足完好性指标要求。多功能卫星增强系统在我国东部地区有效的增强定位与完好性保障能力,地区相关用户依据自身需要使用该服务;同时,多功能卫星增强系统基于本土有限的监测站实现了服务区域的扩展,也为我国北斗星基增强系统(Bei Dou Satellite-Based Augmentation System,BDSBAS)服务范围的扩展和服务性能的提升提供参考。

2D Mesh片上网络中交换机服务性能影响的研究及其拓扑改进

本文研究了交换机服务性能对2D Mesh片上网络的缓冲区资源和端到端延时的影响,发现在较低的丢包率的情况下,即使交换机能够提供很高的服务性能,却难以节省其所使用的缓冲区资源的现象.针对该现象,提出了一种基于星型子网的网状拓扑结构SSBM(Star-Subnet-Based-Mesh),在同样的网络规模以及丢包率的情况下,该种结构与2D Mesh结构相比具有更少的端到端通信延时,并且能够以较少的交换机服务性能为代价来节省较多的缓冲区资源,在较大程度上优化了2D Mesh片上网络的面积.