空间信息获取系统建模与分析
第３２卷第１期２０１０年２月
拍挥控制与仿真
ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏＩ＆Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ＶｂＩ．３２Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．２０１０
文章编号：１６７３－３８１９（２０１０）０１－００１８?０５
空间信息获取系统建模与分析★
王洪ｌ＇２，罗小明１。刘明盛‘
（Ｉ．装备指挥技术学院，北京１０１４１６；２．７５５５３部队．海南五指山５７２２１１）摘要：分析了空间信息获取系统概念和运作过程，建立了空间信．ｇ－获取系统的ＳｙｓＭＬ模型以及赋时ＣＰＮ模型；
通过ＣＰＮＴｏｏｌｓ状态空间分析工具，验证了空间信息获取系统的逻辑性；运用ＣＰＮＴｏｏｌｓ对模型进行仿真，依据仿真数据分析了空间信息荻取系统的性能，并给出了空间信息获取系统的改进建议。
关键词：空间信息获取系统；赋时ＣＰＮ模型；ＳｙｓＭＬ模型；仿真
中图分类号：ＴＰ３０２．１文献标识码：ＡＤＯｈ１０．３９６９ａ．ｉｓｓｎ．１６７３?３８１９．２０１０．０１．００４
ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｐａｃｅＩｎｆｏｍｌａｔｉｏｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ
ＷＡＮＧＨｏｎｇ１”，ＬＵＯＸｉａｏ．ｍｉｎ９１，ＬＩＵＭｉｎｇ．ｓｈｅｎ９１
（１．ｔｈｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｍｍａｎｄ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０１４１６；
２．７５５５３Ｔｒｏｏｐｓ，Ｗｕｚｈｉｓｈａｎ５７２２ｌｌ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｕｒｓｅｏｆＳｐａｃｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ｔｈｅＳｙｓＭＬｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｔｉｍｅｄｃｏｌｏｕｒｅｄＰｅｔｒｉ．ｎｅｔ（ＣＰＮ）ｍｏｄｅｌｏｆＳｐａｃｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍａｒｅｂｕｉｌｔ．ＴｈｅＩｏｇｉｃａｌｉｔｙｏｆＳｐａｃｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌｉＳｖａｌｉｄａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｉｌｅｓｔａｔｅ’ｓｐａｃｅａｎａｌｙｓｉｓｔＯＯｌｉｎＣＰＮｔｏｏｌｓ．Ｗｉｔｈｒｕｎｎｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｓ，ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＳｐａｃｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｉＳａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｐｏｓｉｔｉｏｎｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇＳｐａｃｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｉＳｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｐａｃｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｔｉｍｅｄｃｏｌｏｕｒｅｄｐｅｔｒｉ．ｎｅｔｍｏｄｅｌ；ｓｙｓＭＬｍｏｄｅｌ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
空间信息是现代战场战略情报的主要来源，是决定战争进程和结局的关键因素。从１９９１年的海湾战争到２００３年的伊拉克战争实践来看，空间信息的应用已经从最初的战略层次逐渐拓展到战役、战术层次，对战场信息的获取、态势的感知、指控指令的传达等，发挥了不可替代的信息支援作用，为实现快速、精确、远程打击提供了有力的支持。
空间信息系统是用于实施和保障空间任务的技术、装备与设施的统称，它是以天基综合信息网为基础构建的信息系统【１１，主要由空间信息获取系统、空间信息传输与分发系统、空间导航定位系统、空间信息对抗系统、保障支持系统、指挥控制系统等组成。空间信息获取系统是空间信息系统的重要组成部分，主要包括红外预警探测信息系统、成像侦察信息系统、电子侦察信息系统、空间测绘系统、气象信息系统等。为了应对战场的突发性和复杂性，空间信息获取系统必须具有较强的时效性与适应性。然而空间信息获取系统涉及的因素多、建设周期长，针对未来空间作战的需要，进行空间信息获取系统的设计是一项复杂的工作，需要通过建模与仿真（Ｍ＆Ｓ）技术，分析其系统设计的逻辑是否与预期一致，确保其性能满足作战需求。
收稿日期：２００９．０７．１４修回日期：２００９．０７．３０。基金项目：武器装备预研基金项目（９１４０Ａ２００１０６０８ＫＧ０２）作者简介：王洪（１９８２．），男，湖南岳阳人．硕士研究生。研究方向为装备运筹。
罗小明（１９６６．），男．教授，博上生导师。
刘明盛（１９８５．），男，硕士研究生。１’空间信息获取系统的ＳｙｓＭＬ模型
１．１空间信息获取系统的组成
空间信息获取系统是指利用空间设备获取信息的信息系统，其组成主要包括两个部分：空间部分和地面部分。空间部分可以是单颗卫星，也可以是多颗卫星组成的星座；地面部分主要指航天指控中心和航天测控网。
１．２空间信息获取系统运作过程及ＳｙｓＭＬ模型空间信息获取流程采用“分析任务、分配任务、获取信息”模式。假设其决策点是在分析任务过程中，若发现现有轨道资源无法获取目标区域的信息，应对卫星进行轨道机动。空间信息获取系统的具体运作过程如下：
１）用户向总指控中心请求信息支援；
２）总指控中心发现现有空间信息无法满足需求，触发空间信息获取请求；
３）航天指控中心接到总指控中心的请求后，进行任务规划，分析目前卫星资源是否满足任务需求，若能满足任务需求，则通过测控网向指定卫星上传任务信息，转入步骤６）；若不能满足任务需求，则通过航天测控网发送相关指令；
４）航天测控网接到航天指控中心的任务规划后，向卫星发送工程测控指令（轨道机动指令）；
５）卫星接到指令后，进行轨道机动；
６）航天测控网向卫星注入相关业务测控指令（有效载荷控制指令）；
７）到达目标区域的卫星获取目标信息，并将信息下传给航天测控网；
万方数据