[发明专利]一种北斗全球系统软硬协同仿真试验验证系统

说明书

本发明提供了一种北斗全球系统软硬协同仿真试验验证系统，包括软件仿真单元、硬件仿真单元、软硬件协同仿真控制系统、环境模拟系统和时频分系统。其中软件仿真单元包括仿真模型库、仿真调度运行模块、场景配置模块、监控与显示模块、性能评估模块。硬件仿真单元包括硬件模拟系统和对外接口系统。还提供了一种北斗全球系统软硬协同仿真试验验证系统建立方法,包括以下步骤:构建软件仿真部分，构建硬件仿真部分，构建环境模拟分系统，构建时频分系统，构建软硬件协同仿真控制系统；进行试验验证。本发明通过硬件模拟器和软件模型可以最大程度的逼近北斗工程系统的状态，试验的模型数量和状态可以灵活配置，能够与真实北斗工程系统进行对接验证。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种北斗全球系统软硬协同仿真试验验证系统及建立方法。

背景技术

与前两代北斗导航卫星相比，最新的北斗三号导航系统采用了星间链路、全球短报文、自主导航等新技术。北斗导航系统的互联关系更加的复杂，由北斗一号和北斗二号的单纯卫星与地面站互联关系变成了北斗三号的卫星与卫星、卫星与地面站的互联关系，这大大增加了系统的复杂性。为了降低北斗工程建设的风险，需要在地面建设完整的北斗地面试验验证系统，从而在地面进行关键技术验证、在轨异常问题复现与排查、以及真星对接测试等工作，进而为工程提供试验验证手段，从而提高系统的可靠性与维护性。

经过现有技术的检索，中国发明专利（申请公布号：CN 108363491 A），发明名称为航天器在轨维护地面虚拟验证系统及方法，其主要目的是解决航天器的在轨维护问题。本发明所描述的航天器在轨维护地面虚拟验证系统由人机交互系统、虚拟场景系统、外部显示系统、维护评价系统共同组成，可以制定在轨维修方案，并基于此构建维修场景中的人体模型，进而通过人体交互设备向参试宇航员显示维修场景并完成虚拟在轨操作，并显示虚拟维修过程。

但是，中国发明专利（申请公布号：CN 108363491 A），发明名称为航天器在轨维护地面虚拟验证系统及方法，只给出了一种载人航天器的地面维护系统和方法，并不能直接适用于北斗系统的地面试验验证中。

中国发明专利（申请公布号：CN 106896379 A），发明名称为全球卫星导航系统星间链路虚实结合试验验证方法，其主要目的是解决卫星导航系统真星的星间链路验证问题。本发明通过建立物理虚星与在轨卫星建立星间链路组成整网运行的虚实结合的星间链路网络，完成对卫星导航系统的星间链路组网功能和性能的验证。

但是，中国发明专利（申请公布号：CN 106896379 A），发明名称为全球卫星导航系统星间链路虚实结合试验验证方法，只给出了一种针对全球卫星导航系统星间链路这一单一功能的试验验证方法，缺乏对完整系统的全面考虑，所以不能对整个卫星导航系统进行全要素全流程全功能的地面试验验证，应用范围有限。

总结起来，目前针北斗系统的试验验证方法，要么是纯软件的建模仿真，缺乏真实系统的代表性；要么只是针对工程卫星的对接验证，缺乏对完整系统状态的验证；要么只是针对单一系统功能的软硬协同验证，缺乏对系统全要素全流程全功能的验证。所以，亟需建立具有当前北斗实际工程状态的软硬协同的试验验证系统，进而满足关键技术验证、在轨异常问题复现与排查、以及真星对接测试等工作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种北斗全球系统软硬协同仿真试验验证系统及建立方法,可以最大程度的逼近北斗工程系统的状态，能够与真实北斗工程系统进行对接验证。

根据本发明的一方面，一种北斗全球系统软硬协同仿真试验验证系统，包括软件仿真单元、硬件仿真单元、软硬件协同仿真控制系统、环境模拟系统和时频分系统。其中软件仿真单元包括仿真模型库、仿真调度运行模块、场景配置模块、监控与显示模块、性能评估模块。硬件仿真单元包括硬件模拟系统和对外接口系统。