衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面小樣本測(cè)試方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面小樣本測(cè)試方法，屬于衛(wèi)星光通信系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)測(cè)試方法的大體步驟如下：①計(jì)算捕獲成功次數(shù)和實(shí)驗(yàn)次數(shù)的比值；②、計(jì)算樣本均值抽樣分布方差與總體方差的關(guān)系；③、對(duì)樣本方差進(jìn)行推導(dǎo)；④、通過樣本方差對(duì)總體方差進(jìn)行最好估計(jì)；⑤、利用步驟④和步驟②得出樣本均值抽樣分布方差；⑥對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。本發(fā)明專利技術(shù)引用了捕獲概率置信度概念，針對(duì)衛(wèi)星光通信網(wǎng)絡(luò)的不同需求，確定了滿足概率統(tǒng)計(jì)要求的地面模擬實(shí)驗(yàn)最少次數(shù)，顯著提高了地面測(cè)試工作效率，并進(jìn)一步明確了衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)在軌捕獲概率性能的預(yù)測(cè)效果。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面小樣本測(cè)試方法
本專利技術(shù)涉及一種衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面小樣本測(cè)試方法，屬于衛(wèi)星光通信系統(tǒng)測(cè)試

技術(shù)介紹
現(xiàn)有的衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面測(cè)試方法中，通過多次實(shí)驗(yàn)，記錄捕獲成功次數(shù)，通過捕獲成功次數(shù)和實(shí)驗(yàn)次數(shù)的比值確定捕獲概率性能。對(duì)于捕獲概率大于95％的性能指標(biāo)，一般需要測(cè)試1000次以上。即使這樣，也很難確認(rèn)是否滿足概率統(tǒng)計(jì)要求。在衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)航天工程應(yīng)用中，考慮時(shí)間和成本問題，對(duì)于捕獲性能的地面模擬測(cè)試，一般只能做數(shù)十次左右，對(duì)于系統(tǒng)在軌捕獲概率性能的預(yù)測(cè)效果較差，難以滿足工程應(yīng)用需求。捕獲性能是未來天地一體化高速激光通信網(wǎng)絡(luò)中的核心指標(biāo)，關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、數(shù)據(jù)傳輸路由和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間等多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)要素，在衛(wèi)星入軌前進(jìn)行捕獲模擬測(cè)試，有效掌握衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)捕獲性能至關(guān)重要。綜上，如何利用有限次數(shù)的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)衛(wèi)星激光通信捕獲性能進(jìn)行判斷分析就變得非常重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，即現(xiàn)有的衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面測(cè)試方法中，通過多次實(shí)驗(yàn)，記錄捕獲成功次數(shù)，通過捕獲成功次數(shù)和實(shí)驗(yàn)次數(shù)的比值確定捕獲概率性能。對(duì)于捕獲概率大于95％的性能指標(biāo)，一般需要測(cè)試1000次以上。即使這樣，也很難確認(rèn)是否滿足概率統(tǒng)計(jì)要求。進(jìn)而提供一種衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面小樣本測(cè)試方法。本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面小樣本測(cè)試方法，包括以下步驟；步驟1、針對(duì)衛(wèi)星光通信捕獲試驗(yàn)，假設(shè)每次試驗(yàn)都是相互獨(dú)立且等概率的，當(dāng)捕獲成功時(shí)，記為1，概率為p，捕獲失敗時(shí)，記為0，概率為1-p，定義捕獲試驗(yàn)次數(shù)記為n，即樣本容量為n，假設(shè)成功次數(shù)為s'，則失敗次數(shù)為n-s'，于是樣本均值步驟2、根據(jù)中心極限定理：在樣本容量足夠大的情況下，從總體分布中不斷抽取特定容量的樣本，然后分別求樣本均值，然后繪制頻率，最終得到樣本均值抽樣分布，而樣本均值抽樣分布圖非常接近正態(tài)分布，抽樣分布均值等于總體均值，定義總體均值μ和總體方差σ2存在，樣本均值抽樣分布方差與總體方差的關(guān)系步驟3、根據(jù)步驟2知總體方差未知，需通過樣本方差對(duì)其進(jìn)行估計(jì)，于是進(jìn)行樣本方差的推導(dǎo)，首先構(gòu)造一個(gè)統(tǒng)計(jì)量然后對(duì)其進(jìn)行求期望，即步驟4、根據(jù)步驟3知是σ2的有偏估計(jì)，偏差的絕對(duì)值為只有當(dāng)n→∞時(shí)，偏差趨近于0，此時(shí)是σ2的漸進(jìn)無偏估計(jì)量，然而實(shí)際情況當(dāng)中樣本容量n一般是有限值，于是采用如下方法將無偏化，步驟5、根據(jù)步驟4得到樣本方差：步驟6、總體方差為知，通過步驟5所得樣本方差對(duì)總體方差進(jìn)行最好估計(jì)σ≈S步驟7、將步驟6代入步驟3得到樣本均值抽樣分布的標(biāo)準(zhǔn)差步驟8、對(duì)步驟7中記錄的結(jié)果按照?qǐng)D1所示流程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，當(dāng)總體方差估計(jì)為0.025時(shí)，為達(dá)到捕獲概率95％以上時(shí)有95％的置信度的要求，只要測(cè)試155次即滿足測(cè)試要求，參見圖2。本專利技術(shù)引用了捕獲概率置信度概念，針對(duì)衛(wèi)星光通信網(wǎng)絡(luò)的不同需求，確定了滿足概率統(tǒng)計(jì)要求的地面模擬實(shí)驗(yàn)最少次數(shù)，顯著提高了地面測(cè)試工作效率，并進(jìn)一步明確了衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)在軌捕獲概率性能的預(yù)測(cè)效果。附圖說明圖1為小樣本衛(wèi)星捕獲試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)流程圖。圖2為置信度分布圖。具體實(shí)施方式下面將對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本專利技術(shù)技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。本實(shí)施例所涉及的一種衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面小樣本測(cè)試方法，包括以下步驟：步驟1、針對(duì)衛(wèi)星光通信捕獲試驗(yàn)，假設(shè)每次試驗(yàn)都是相互獨(dú)立且等概率的，當(dāng)捕獲成功時(shí)，記為1，概率為p，捕獲失敗時(shí)，記為0，概率為1-p，定義捕獲試驗(yàn)次數(shù)記為n，即樣本容量為n，假設(shè)成功次數(shù)為s'，則失敗次數(shù)為n-s'，于是樣本均值步驟2、根據(jù)中心極限定理：在樣本容量足夠大的情況下，從總體分布中不斷抽取特定容量的樣本，然后分別求樣本均值，然后繪制頻率，最終得到樣本均值抽樣分布，而樣本均值抽樣分布圖非常接近正態(tài)分布，抽樣分布均值等于總體均值，定義總體均值μ和總體方差σ2存在，樣本均值抽樣分布方差與總體方差的關(guān)系步驟3、根據(jù)步驟2知總體方差未知，需通過樣本方差對(duì)其進(jìn)行估計(jì)，于是進(jìn)行樣本方差的推導(dǎo)，首先構(gòu)造一個(gè)統(tǒng)計(jì)量Sn2，然后對(duì)其進(jìn)行求期望，即步驟4、根據(jù)步驟3知是σ2的有偏估計(jì)，偏差的絕對(duì)值為只有當(dāng)n→∞時(shí)，偏差趨近于0，此時(shí)是σ2的漸進(jìn)無偏估計(jì)量，然而實(shí)際情況當(dāng)中樣本容量n一般是有限值，于是采用如下方法將無偏化，步驟5、根據(jù)步驟4得到樣本方差：步驟6、總體方差為知，通過步驟5所得樣本方差對(duì)總體方差進(jìn)行最好估計(jì)σ≈S步驟7、將步驟6代入步驟3得到樣本均值抽樣分布的標(biāo)準(zhǔn)差步驟8、對(duì)步驟7中記錄的結(jié)果按照?qǐng)D1所示流程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，當(dāng)總體方差估計(jì)為0.025時(shí)，為達(dá)到捕獲概率95％以上時(shí)有95％的置信度的要求，只要測(cè)試155次即可滿足測(cè)試要求。當(dāng)大于155次時(shí)，置信度變化趨勢(shì)平緩，對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響可以不考慮，從而大大減少了實(shí)驗(yàn)次數(shù)，參見圖2。如圖1所示，步驟8所述的流程為：步驟①、開始，步驟②、計(jì)算樣本均值抽樣分布方差與總體方差的關(guān)系，步驟③、通過樣本方差對(duì)總體方差進(jìn)行估算，步驟④、樣本均值抽樣分布看作正態(tài)分布，步驟⑤、是否滿足實(shí)驗(yàn)要求，是，結(jié)束；否，進(jìn)入步驟⑥、增加樣本容量，然后重復(fù)步驟②～步驟⑤，直至滿足實(shí)驗(yàn)要求。以上所述，僅為本專利技術(shù)較佳的具體實(shí)施方式，這些具體實(shí)施方式都是基于本專利技術(shù)整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本專利技術(shù)的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
的技術(shù)人員在本專利技術(shù)揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本專利技術(shù)的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面小樣本測(cè)試方法，其特征在于，步驟1、針對(duì)衛(wèi)星光通信捕獲試驗(yàn)，假設(shè)每次試驗(yàn)都是相互獨(dú)立且等概率的，當(dāng)捕獲成功時(shí)，記為1，概率為p，捕獲失敗時(shí)，記為0，概率為1?p，定義捕獲試驗(yàn)次數(shù)記為n，即樣本容量為n，假設(shè)成功次數(shù)為s'，則失敗次數(shù)為n?s'，于是樣本均值

【技術(shù)特征摘要】
1.一種衛(wèi)星激光通信捕獲性能地面小樣本測(cè)試方法，其特征在于，步驟1、針對(duì)衛(wèi)星光通信捕獲試驗(yàn)，假設(shè)每次試驗(yàn)都是相互獨(dú)立且等概率的，當(dāng)捕獲成功時(shí)，記為1，概率為p，捕獲失敗時(shí)，記為0，概率為1-p，定義捕獲試驗(yàn)次數(shù)記為n，即樣本容量為n，假設(shè)成功次數(shù)為s'，則失敗次數(shù)為n-s'，于是樣本均值步驟2、根據(jù)中心極限定理：在樣本容量足夠大的情況下，從總體分布中不斷抽取特定容量的樣本，然后分別求樣本均值，然后繪制頻率，最終得到樣本均值抽樣分布，而樣本均值抽樣分布圖非常接近正態(tài)分布，抽樣分布均值等于總體均值，定義總體均值μ和總體方差σ2存在，樣本均值抽樣分布方差與總體方差的關(guān)系步驟3、根據(jù)步驟2知總體方差未知，需通過樣本方差對(duì)其進(jìn)行估計(jì)，于是進(jìn)行樣本方差的推導(dǎo)，首先構(gòu)造一個(gè)統(tǒng)計(jì)量然后對(duì)其進(jìn)行求期望，即

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于思源，譚立英，馬晶，丁俊榕，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：黑龍江,23