北斗卫星导航系统智能运行维护与实践（北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风著作）_杨长风，陈谷仓，郑恒等著_9787515918648

本书在总结北斗系统运行维护经验的基础上，根据北斗三号系统星地一体化运行特点，以服务为核心，融合系统内外多维多源数据，应用人工智能、大数据、云计算等新技术手段，提出了北斗三号系统智能运行维护体系、要素和方法，解决了系统数据信息联通、融合、挖掘和应用问题，开展了系统实时在线评估、快速故障诊断定位、故障预测与预警、辅助决策支持等具体场景应用，可有效实现北斗系统平稳过渡和系统稳定运行，对北斗系统运行风险进行精确定量分析和智能管控，提高北斗系统运行管理科学化水平，确保北斗系统安全、可靠、稳定运行，提供优质服务。

卫星导航系统是国家重大战略性时空信息基础设施，可为国家安全、国民经济、社会发展和大众消费等领域提供最基础的时空信息保障。北斗卫星导航系统是我国自主建设运行的全球卫星导航系统，自20世纪90年代启动建设以来，按照北斗一号、北斗二号、北斗三号“三步走”发展战略稳步实施。2020年7月31日，习近平总书记在人民大会堂郑重宣布北斗三号全球卫星导航系统开通，标志着北斗卫星导航系统正式迈入全球服务新时代。

在我经历的航天任务当中，北斗卫星导航系统是规模最大的，要求极高。不同于一般的航天系统，它需要几十颗卫星、几十个地面站组网，以及星地一体化运行，其复杂性和难度显而易见。不仅如此，系统建成只是一个起点，更重要的是维持长期稳定运行，提供连续可靠服务，十年乃至数十年服务不中断。要实现北斗卫星导航系统 “天上好用、地上用好”，前提和基础是要运行好、管理好，通过科学、有效、精准的运行维护，确保所提供的高精度定位导航授时等各类服务连续不中断、性能不下降。

本书作者通过工程创新与实践，提出了北斗卫星导航系统智能运维理论、方法和技术体系，包括星地一体化组网运行、数据感知融合、系统复杂状态评估、故障诊断与预测、系统运维决策等。在这些理论和方法指导下，北斗卫星导航系统构建了覆盖全面、流程清晰、简约高效的运行维护工作体系，建立了功能完备、性能优越、智能先进的运行维护管理系统，为系统高稳定、高可靠、高安全运行提供了保障。

本书是我国航天领域第一部关于智能化运行维护理论与实践的专著，对北斗卫星导航系统智能运维进行了创新设计和实践总结，明确了发展路线图。全书由浅入深、循序渐进，具有很高的理论前瞻性、技术实用性和工程指导性，可为我国航天能力提升和大型复杂信息系统建设、运行、维护提供重要借鉴。

2020年7月31日，习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通，标志着北斗“三步走”发展战略取得决战决胜，北斗迈进全球服务新时代。北斗卫星导航系统运行服务面向全球大众、各行各业用户，既涉及国民经济、社会发展和国家安全，又涉及我国全球发展战略和强国梦想，对稳定性、可用性、连续性、完好性提出了极高要求。

作为复杂航天系统的典型代表，北斗系统自运行服务以来，探索出了北斗一号“以卫星为核心”、北斗二号“以系统为核心”的运行维护模式，

即从“两个工程（精稳工程、备份卫星工程）、两个机制（三方联保机制、监测评估机制）”，到“五位一体（发星固系统、地面强系统、融合保系统、升级换系统、稳定用系统）”，积累了许多宝贵的运维经验，在工程实践中发挥了重要作用，系统服务性能稳步提升。

本书在总结北斗系统运行维护经验的基础上，根据北斗三号系统星地一体化运行特点，以服务为核心，融合系统内外多维多源数据，应用人工智能、大数据、云计算等新技术手段，提出了北斗三号系统智能化运行维护体系、要素和方法，解决了系统数据信息联通、融合、挖掘和应用问题，开展了系统实时在线评估、快速故障诊断定位、故障预测与预警、辅助决策支持等具体场景应用，可有效实现北斗系统平稳过渡和系统稳定运行，对北斗系统运行风险进行精确定量分析和智能管控，提高北斗系统运行管理科学化水平，确保北斗系统安全、可靠、稳定运行，提供优质服务。

第1章概论，介绍北斗系统及其稳定运行发展情况，并在充分调研国内外相关领域运行维护经验和人工智能、大数据技术发展的基础上，总结阐述北斗系统运行维护的发展趋势与机遇。第2章北斗系统智能运维理论与技术体系，介绍北斗系统智能运维的理论基础、“三环三融合”原理、智能运维模型、内涵与特征、技术体系和发展路线

；第3章北斗系统数据感知融合

，从数据类型与标准、监测感知、数据联通和数据管理、数据融合和数据应用场景等方面，介绍北斗智能运维的数据基础；第4章北斗系统运行评估，介绍系统运行状态评估、服务性能评估、质量风险评估及相应的技术方法与应用示例；第5章北斗系统故障诊断与预测

，介绍故障报警分级标准、系统智能故障诊断预测及相应的技术方法与应用示例；第6章北斗系统运维决策，介绍常态运维调度、系统运行故障处置决策和系统运行风险管控及相应的技术方法与应用示例；第7章北斗系统智能运维平台，介绍北斗系统智能运行维护平台系统组成、主要功能、技术指标体系和主要特点。

本书主要的编撰者有：第1章，杨长风、卿寿松、陈谷仓、杨健、赵廷弟、景博、刘国梁；第2章，杨长风、陈谷仓、郑恒、卿寿松、焦文海；第3章，吴斌、刘利、焦文海、袁莉芳、袁勇、孙剑伟、蔡毅、周波、王慧林；第4章，杨慧、陈金平、高为广、胡小工、耿长江、周波、蒋德、龚佩佩、曹月玲、杨卓鹏；第5章，陈谷仓、汪勃、陈韬鸣、凤建广、张军、周传珍、龙东腾、李海生；第6章，郑恒、杨宁虎、蔡洪亮、陈雷、孙剑伟、马利、郑紫霞；第7章，杨长风、顾长鸿、任立明、翟君武、张军、郑恒、龙东腾。杨长风、陈谷仓、郑恒对全书进行了统稿，最终由杨长风定稿。

“共和国勋章”获得者、“两弹一星”功勋奖章获得者、北斗卫星导航系统高级顾问孙家栋院士对编写本书给予了热情鼓励，并欣然为本书作序。李祖洪、杨元喜、冉承其、谢军、杨军、郭树人、吴海涛等参加了本书编审工作并提出了宝贵建议；中国卫星导航系统管理办公室、中国科学院、中国卫星发射测控系统部、中国航天科技集团有限公司、中国兵器工业集团有限公司、中国电子科技集团有限公司等单位和部门为本书编写提供了支撑和保障；中国宇航出版社为本书的编辑、出版提供了许多帮助。在此一并表示衷心的感谢！

本书于2016年开始编写，历经四年有余，经过多次修改，几易其稿，力求做到结构完整、概念准确、阐述清晰、反映最新成果，但因涉及专业面广、探索性强、作者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请广大读者指正。

杨长风

2020年10月

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