[发明专利]一种北斗地面运控人员模拟训练系统及使用方法

说明书

本发明提供一种北斗地面运控人员模拟系统及使用方法，所述北斗地面运控人员模拟系统包括仿真器、模拟训练控制台、若干个模拟训练终端、应用服务器和数据库服务器；所述仿真器根据控制指令实时调整仿真参数；所述模拟训练控制台进行训练管理；所述模拟训练终端，获取所述仿真器的仿真数据，进行模拟训练；所述应用服务器响应各设备的指令并给出回执；所述数据库服务器用于系统内的数据的存储与管理。本发明的北斗地面运控人员模拟系统是一种高效率、可重复、无危害的模拟训练系统。

技术领域

本发明涉及模拟系统领域，尤其涉及一种北斗地面运控人员模拟训练系统及使用方法。

背景技术

卫星导航系统的地面控制段是卫星导航系统的管理控制和数据处理中心，其控制指令的正确性、数据处理功能及精度、关键单机的性能都将直接影响整个卫星导航系统的运行与应用效果。地面控制段的系统操作人员时刻通过相应监控软件监视整个卫星导航系统运行过程，并给出适当的控制指令，尤其是当异常发生时，及时制定相应控制措施，保证系统的正常运行。地面控制段相关人员对卫星导航系统的熟悉程度、对控制指令认识的正确性、及时应变能力对系统的监控维护至关重要。而一个训练有素的监控维护人员的养成势必要经过大量的操作培训。

现行的操作培训一般采用“纸质培训”+“真实系统操作”的方式进行，但该方式存在一定的缺点，让没有操作经验的新手在实际系统监控软件上操作，一方面，出于系统安全的考虑，能操作的内容非常有限，很难达到熟练训练的目的；另一方面，可能因为操作失误，在训练或测试期间引入错误和/或异常，在真实系统上带来无法估量的损失。错误的指令严重时可能导致整个卫星导航系统无法正常运行。出于经济、安全、可能性及试验重复性方面的考虑，人们往往不希望直接在真实地面段进行试验。

全球卫星导航系统是一个涉及地球、卫星、时间与频率、无线电通信、空间环境、测绘等的多学科或技术领域的复杂系统，系统的生产建设与运行维护都是一项成本巨大且极其复杂的工程。为减少卫星导航系统建设成本、降低技术风险以及提高系统的运行维护能力，目前全球主要卫星导航系统都十分重视构建卫星导航仿真系统，以其作为测试评估与分析验证的平台，为系统的生产建设和运行维护提供有力的支持。

最初，GPS全球定位系统内的一个风险领域是持续依赖运营资产进行某些形式的操作员培训和新软件测试。意识到训练测试期间引入错误和/或异常可能会给实际系统带来灾难性的影响，为了减轻这种风险,美国空军第50个空间部确定需要有能力完全模拟卫星星座和GPS操作控制系统，在高保真的系统上进行培训与软件测试。

GPS地面操作培训是通过遥测数据来实现的，这些遥测数据包含了整个卫星导航系统的运行状态信息，包括设备状态信息、数据正确性信息等。GPS地面操作培训师向培训人员展示事先设置好的某个培训场景的整个卫星导航系统的遥测数据，培训人员必须在这个培训场景前输入正确的命令与整个卫星导航系统的遥测数据匹配，当一个培训师想要训练培训人员处理某个异常的能力时，一份展示该异常的遥测数据帧就会拷贝在培训人员的计算机屏幕前，然后他们必须识别这个异常并提出一个解决方案，最后培训师评判培训人员提出的解决方案是否正确。为了加强这种方法，培训师会事先准备好看起来像遥测屏幕的PPT。培训人员每输入一个命令，训练员就选择能适当地展示这个命令结果的PPT，把它展示给培训人员。

北斗卫星导航系统缺乏类似GPS训练系统的模拟训练系统。而使用仿真系统作为北斗系统的试验验证系统的理论有诸多学者做了研究，如杨俊等的“卫星导航地面试验验证的平行系统方法”一文，应用平行系统理论，研究北斗系统试验支持与运行维护，并提出将其应用于地面管理与控制人员的上岗前培训。但是该文的重点是平行系统试验验证，仅对GNSS平行系统在人员培训中的应用做了简单介绍，并未对北斗卫星导航系统培训平台的搭建与训练模式进行详细的说明，也未涉及系统操作人员的考核。

现行的“纸质培训”+“真实系统操作”培训及考核方式主要存在以下缺点：