衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是國家重大戰(zhàn)略性時(shí)空信息基礎(chǔ)設(shè)施，可為國家安全、國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和大眾消費(fèi)等領(lǐng)域提供最基礎(chǔ)的時(shí)空信息保障。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主建設(shè)運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，自20世紀(jì)90年代啟動(dòng)建設(shè)以來，按照北斗一號(hào)、北斗二號(hào)、北斗三號(hào)“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步實(shí)施。2020年7月31日，習(xí)近平總書記在人民大會(huì)堂鄭重宣布北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開通，標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式邁入全球服務(wù)新時(shí)代。

在我經(jīng)歷的航天任務(wù)當(dāng)中，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是規(guī)模最大的，要求極高。不同于一般的航天系統(tǒng)，它需要幾十顆衛(wèi)星、幾十個(gè)地面站組網(wǎng)，以及星地一體化運(yùn)行，其復(fù)雜性和難度顯而易見。不僅如此，系統(tǒng)建成只是一個(gè)起點(diǎn)，更重要的是維持長期穩(wěn)定運(yùn)行，提供連續(xù)可靠服務(wù)，十年乃至數(shù)十年服務(wù)不中斷。要實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) “天上好用、地上用好”，前提和基礎(chǔ)是要運(yùn)行好、管理好，通過科學(xué)、有效、精準(zhǔn)的運(yùn)行維護(hù)，確保所提供的高精度定位導(dǎo)航授時(shí)等各類服務(wù)連續(xù)不中斷、性能不下降。

本書作者通過工程創(chuàng)新與實(shí)踐，提出了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)智能運(yùn)維理論、方法和技術(shù)體系，包括星地一體化組網(wǎng)運(yùn)行、數(shù)據(jù)感知融合、系統(tǒng)復(fù)雜狀態(tài)評估、故障診斷與預(yù)測、系統(tǒng)運(yùn)維決策等。在這些理論和方法指導(dǎo)下，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)建了覆蓋全面、流程清晰、簡約高效的運(yùn)行維護(hù)工作體系，建立了功能完備、性能優(yōu)越、智能先進(jìn)的運(yùn)行維護(hù)管理系統(tǒng)，為系統(tǒng)高穩(wěn)定、高可靠、高安全運(yùn)行提供了保障。

本書是我國航天領(lǐng)域第一部關(guān)于智能化運(yùn)行維護(hù)理論與實(shí)踐的專著，對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)智能運(yùn)維進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)和實(shí)踐總結(jié)，明確了發(fā)展路線圖。全書由淺入深、循序漸進(jìn)，具有很高的理論前瞻性、技術(shù)實(shí)用性和工程指導(dǎo)性，可為我國航天能力提升和大型復(fù)雜信息系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)提供重要借鑒。

2020年7月31日，習(xí)近平總書記向世界宣布北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，標(biāo)志著北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略取得決戰(zhàn)決勝，北斗邁進(jìn)全球服務(wù)新時(shí)代。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行服務(wù)面向全球大眾、各行各業(yè)用戶，既涉及國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和國家安全，又涉及我國全球發(fā)展戰(zhàn)略和強(qiáng)國夢想，對穩(wěn)定性、可用性、連續(xù)性、完好性提出了極高要求。

作為復(fù)雜航天系統(tǒng)的典型代表，北斗系統(tǒng)自運(yùn)行服務(wù)以來，探索出了北斗一號(hào)“以衛(wèi)星為核心”、北斗二號(hào)“以系統(tǒng)為核心”的運(yùn)行維護(hù)模式，

即從“兩個(gè)工程（精穩(wěn)工程、備份衛(wèi)星工程）、兩個(gè)機(jī)制（三方聯(lián)保機(jī)制、監(jiān)測評估機(jī)制）”，到“五位一體（發(fā)星固系統(tǒng)、地面強(qiáng)系統(tǒng)、融合保系統(tǒng)、升級(jí)換系統(tǒng)、穩(wěn)定用系統(tǒng)）”，積累了許多寶貴的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，在工程實(shí)踐中發(fā)揮了重要作用，系統(tǒng)服務(wù)性能穩(wěn)步提升。

本書在總結(jié)北斗系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)北斗三號(hào)系統(tǒng)星地一體化運(yùn)行特點(diǎn)，以服務(wù)為核心，融合系統(tǒng)內(nèi)外多維多源數(shù)據(jù)，應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)手段，提出了北斗三號(hào)系統(tǒng)智能化運(yùn)行維護(hù)體系、要素和方法，解決了系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息聯(lián)通、融合、挖掘和應(yīng)用問題，開展了系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線評估、快速故障診斷定位、故障預(yù)測與預(yù)警、輔助決策支持等具體場景應(yīng)用，可有效實(shí)現(xiàn)北斗系統(tǒng)平穩(wěn)過渡和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，對北斗系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行精確定量分析和智能管控，提高北斗系統(tǒng)運(yùn)行管理科學(xué)化水平，確保北斗系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

第1章概論，介紹北斗系統(tǒng)及其穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)展情況，并在充分調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)和人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，總結(jié)闡述北斗系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的發(fā)展趨勢與機(jī)遇。第2章北斗系統(tǒng)智能運(yùn)維理論與技術(shù)體系，介紹北斗系統(tǒng)智能運(yùn)維的理論基礎(chǔ)、“三環(huán)三融合”原理、智能運(yùn)維模型、內(nèi)涵與特征、技術(shù)體系和發(fā)展路線

；第3章北斗系統(tǒng)數(shù)據(jù)感知融合

，從數(shù)據(jù)類型與標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測感知、數(shù)據(jù)聯(lián)通和數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)應(yīng)用場景等方面，介紹北斗智能運(yùn)維的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；第4章北斗系統(tǒng)運(yùn)行評估，介紹系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)評估、服務(wù)性能評估、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評估及相應(yīng)的技術(shù)方法與應(yīng)用示例；第5章北斗系統(tǒng)故障診斷與預(yù)測

，介紹故障報(bào)警分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)智能故障診斷預(yù)測及相應(yīng)的技術(shù)方法與應(yīng)用示例；第6章北斗系統(tǒng)運(yùn)維決策，介紹常態(tài)運(yùn)維調(diào)度、系統(tǒng)運(yùn)行故障處置決策和系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控及相應(yīng)的技術(shù)方法與應(yīng)用示例；第7章北斗系統(tǒng)智能運(yùn)維平臺(tái)，介紹北斗系統(tǒng)智能運(yùn)行維護(hù)平臺(tái)系統(tǒng)組成、主要功能、技術(shù)指標(biāo)體系和主要特點(diǎn)。

本書主要的編撰者有：第1章，楊長風(fēng)、卿壽松、陳谷倉、楊健、趙廷弟、景博、劉國梁；第2章，楊長風(fēng)、陳谷倉、鄭恒、卿壽松、焦文海；第3章，吳斌、劉利、焦文海、袁莉芳、袁勇、孫劍偉、蔡毅、周波、王慧林；第4章，楊慧、陳金平、高為廣、胡小工、耿長江、周波、蔣德、龔佩佩、曹月玲、楊卓鵬；第5章，陳谷倉、汪勃、陳韜鳴、鳳建廣、張軍、周傳珍、龍東騰、李海生；第6章，鄭恒、楊寧虎、蔡洪亮、陳雷、孫劍偉、馬利、鄭紫霞；第7章，楊長風(fēng)、顧長鴻、任立明、翟君武、張軍、鄭恒、龍東騰。楊長風(fēng)、陳谷倉、鄭恒對全書進(jìn)行了統(tǒng)稿，最終由楊長風(fēng)定稿。

“共和國勛章”獲得者、“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)高級(jí)顧問孫家棟院士對編寫本書給予了熱情鼓勵(lì)，并欣然為本書作序。李祖洪、楊元喜、冉承其、謝軍、楊軍、郭樹人、吳海濤等參加了本書編審工作并提出了寶貴建議；中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室、中國科學(xué)院、中國衛(wèi)星發(fā)射測控系統(tǒng)部、中國航天科技集團(tuán)有限公司、中國兵器工業(yè)集團(tuán)有限公司、中國電子科技集團(tuán)有限公司等單位和部門為本書編寫提供了支撐和保障；中國宇航出版社為本書的編輯、出版提供了許多幫助。在此一并表示衷心的感謝！

本書于2016年開始編寫，歷經(jīng)四年有余，經(jīng)過多次修改，幾易其稿，力求做到結(jié)構(gòu)完整、概念準(zhǔn)確、闡述清晰、反映最新成果，但因涉及專業(yè)面廣、探索性強(qiáng)、作者水平有限，書中難免有不妥之處，懇請廣大讀者指正。

楊長風(fēng)

2020年10月