一种基于DODAF的地月通信导航系统设计方法和系统与流程

本发明属于地月通信导航，尤其涉及一种基于dodaf的地月通信导航系统设计方法和系统。

背景技术：

1、地月通信导航系统就像是地月探测任务的“神经中枢”和“眼睛”，负责航天器的轨道控制、数据传输、精准定位导航以及各设备之间的任务协同等核心工作。这套系统的整体设计是否合理、是否完整，直接关系到地月探测任务能否安全、可靠、高效地完成，比如航天器能否准确抵达月球、探测数据能否顺利传回地球、航天员的安全能否得到保障等。

2、目前，市面上对地月通信导航系统的设计，大多采用“分块设计、简单拼接”的传统模式，也就是分别设计通信子系统、导航子系统、测控子系统，每个子系统各自独立开发，最后再简单连接起来投入使用。这种设计方式存在很多明显的问题：

3、第一、没有一个统一的设计框架来统筹全局，各个子系统之间的连接接口没有统一标准，配合起来不够顺畅，很容易出现功能重复或者功能缺失的情况，无法适应不同探测场景的需求——比如既要满足载人登月的高安全性需求，又要兼顾商业航天的经济性需求，传统设计很难做到兼顾；

4、第二、设计时没有考虑系统的整体协调性、可扩展性和可维护性，比如后续需要新增月球科研站的通信导航支持，或者拓展到行星探测场景时，需要对整个系统进行大规模改造，不仅花费大量的时间和成本，还可能影响原有系统的稳定性；

5、第三、无法清晰梳理系统需要具备的能力、需要完成的业务流程以及需要配置的资源之间的关系，导致系统设计和实际探测任务需求脱节，比如无法满足行星探测中远距离通信、复杂环境下导航的特殊要求。

6、dodaf作为一套成熟的复杂系统设计框架，已经广泛应用在国防、航天等领域，它的核心优势是通过多视角建模的方式，把系统的核心能力、业务流程、资源配置等关键内容清晰、系统地梳理出来，同时明确各部分之间的关联关系，为复杂系统的设计、分析和优化提供统一的标准和方法。但目前为止，还没有任何人将dodaf框架应用到地月通信导航系统的设计中，无法利用它的优势来解决传统设计中存在的系统混乱、各部分配合不畅、可扩展性差等问题。

7、与此同时，当前地月通信导航系统还面临着很多实际难题：比如地面测控站会受到地球自转、观测窗口的限制，无法实现对航天器的连续通信，导致某些时间段内无法与航天器取得联系；对航天器的轨道测量范围不够广、定位精度不够高，影响任务执行；多个探测器同时工作时，协同配合能力弱，通信链路切换频繁，容易出现信号中断等问题。传统的设计方法无法从根本上解决这些难题，因此迫切需要一种全新的系统设计方法，通过标准化、体系化的建模，统筹规划地月通信导航系统的各个部分，实现各部分的协同优化，提升系统的整体性能和适应能力，满足不同探测场景的需求。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于dodaf的地月通信导航系统设计方法，核心是将dodaf框架的体系化方法论作为系统设计的核心指导，打破传统分模块设计的弊端，构建“需求-能力-业务-资源”的闭环设计体系，实现地月通信导航系统能力视角、业务视角、资源视角的多视角一体化设计，确保各视角模型之间的精准映射、逻辑连贯、需求契合，最终形成体系化、规范化、可落地的地月通信导航系统设计模型，解决传统设计方法中系统脱节、规范缺失、可扩展性差、设计与落地脱节等问题，提升地月通信导航系统的设计质量和工程可实现性，适配五大应用场景的设计与实施需求。

2、为实现上述发明目的，本发明提供一种基于dodaf的地月通信导航系统设计方法，全程以dodaf体系架构框架的核心方法论为指导，坚持“需求驱动、能力为核、业务串联、资源支撑、多视角闭环”的设计原则，构建多视角、层级化的系统设计体系，

3、第一方面公开一种基于dodaf的地月通信导航系统设计方法，所述方法包括：

4、获取地月通信导航系统预设应用场景的设计需求，基于dodaf框架的体系化分析方法，将所述地月通信导航系统预设应用场景的设计需求进行解构，得到标准化的需求解构文档；

5、基于所述标准化的需求解构文档进行能力视角的层级化建模，得到能力视角设计模型，其中，能力与预设应用场景的设计需求相对应；

6、依据所述能力视角设计模型进行业务视角的流程化建模，明确业务流程、业务活动、业务动作及业务逻辑关系，并建立业务视角与能力视角的映射关系，得到业务视角设计模型；

7、依据所述能力视角设计模型和业务视角设计模型进行资源视角的实体化建模，确定支撑业务流程落地的系统资源信息，并建立资源视角与业务视角、能力视角的双向映射关系，得到资源视角设计模型；

8、对所述能力视角设计模型、业务视角设计模型、资源视角设计模型进行跨视角关联校核，验证各视角设计模型之间的映射一致性、逻辑连贯性、需求符合性和体系完整性；

9、验证通过后，输出基于dodaf框架的地月通信导航系统一体化设计模型。

10、第二方面公开一种基于dodaf的地月通信导航系统设计系统，所述系统包括：

11、需求解构文档解构模块，用于获取地月通信导航系统预设应用场景的设计需求，基于dodaf框架的体系化分析方法，将所述地月通信导航系统预设应用场景的设计需求进行解构，得到标准化的需求解构文档；

12、能力视角设计模型确定模块，用于基于所述标准化的需求解构文档进行能力视角的层级化建模，得到能力视角设计模型，其中，能力与预设应用场景的设计需求相对应；

13、业务视角设计模型确定模块，用于依据所述能力视角设计模型进行业务视角的流程化建模，明确业务流程、业务活动、业务动作及业务逻辑关系，并建立业务视角与能力视角的映射关系，得到业务视角设计模型；

14、资源视角设计模型确定模块，用于依据所述能力视角设计模型和业务视角设计模型进行资源视角的实体化建模，确定支撑业务流程落地的系统资源信息，并建立资源视角与业务视角、能力视角的双向映射关系，得到资源视角设计模型；

15、跨视角关联校核模块，用于对所述能力视角设计模型、业务视角设计模型、资源视角设计模型进行跨视角关联校核，验证各视角设计模型之间的映射一致性、逻辑连贯性、需求符合性和体系完整性；

16、输出模块，用于验证通过后，输出基于dodaf框架的地月通信导航系统一体化设计模型。

17、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

18、本发明将dodaf的体系化方法论贯穿于系统设计全流程，构建了“需求-能力-业务-资源”的闭环设计体系，打破了传统分模块设计的弊端，实现了能力、业务、资源三大视角的一体化设计，确保各设计环节之间无断点、无脱节，解决了传统设计中系统脱节、需求遗漏的问题。其次，本发明采用dodaf框架的层级化建模方法，对能力、业务、资源均进行了多级分解，形成了标准化、层级化的设计模型，设计成果规范统一，能够支撑跨单位、跨专业的协同研制，解决了传统设计中成果标准不统一、协同难度大的问题。进一步地，本发明基于dodaf的多视角映射与关联规则，建立了各视角之间的精准映射关系，当新增应用场景或调整设计需求时，只需对对应视角的设计模型进行局部迭代，无需重构整个系统，大幅提升了系统设计的可扩展性，降低了研发成本和周期。另外，本发明坚持“设计与落地结合”的原则，通过资源视角的实体化建模，明确了系统组件、资源配置、接口规范、部署方案，设计成果能够直接转化为工程实施依据，解决了传统设计中设计与落地脱节的问题，提升了工程可实现性。本发明的设计方法适配月球科研站探测等五大应用场景，通过能力视角的多场景适配能力建模、业务视角的场景化流程设计、资源视角的模块化部署与适配设计，确保系统能够在五大场景之间灵活切换、高效适配，满足地月及深空探测的多元化需求。本发明形成的基于dodaf的地月通信导航系统一体化设计模型，为系统的全生命周期管理提供了统一的依据，从工程研制、部署实施到运维升级，均可基于模型开展相关工作，确保系统全生命周期的设计一致性和管理规范性。