The invention provides a pit model of components based on the survival probability, failure influence transmission probability and on orbit radiation damage time t of total dose damage of on-board sensitive devices, and identifies the weak points of total dose damage of components of on orbit satellites. The weak point identification method of the total dose damage of the satellite sensitive components of the invention takes the radiation test data of the sensitive components and the radiation damage time in orbit as the model input, identifies the weak point of the total dose damage of the satellite components by normalizing the damage failure time of the satellite components, evaluates the severity of the total dose damage, and can damage the total dose of the satellite electronic components In order to meet the needs of the satellite in orbit mission in the future and improve the reliability.
【技术实现步骤摘要】
星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法
本专利技术属于卫星总剂量辐射损伤薄弱部分鉴别
，具体地，涉及星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法，更为具体地，涉及一种星上敏感电子元器件和单机设备总剂量辐射损伤的薄弱点鉴别和评估方法。
技术介绍
卫星在轨运行期间，会遭遇各种高能带电粒子的撞击，这会对卫星表面材料、集成电路系统、光学窗口及温控表面等产生辐射损伤，引起卫星性能衰退和功能故障，进而影响卫星任务的完成。其中，对卫星辐射损伤影响较为严重的是星上敏感元器件总剂量损伤总剂量辐射损伤对星上敏感元器件损伤的影响有以下几个方面：(1)发生时间，即元器件发生辐射损伤的时间，发生辐射损伤后是否有抗加措施(卫星采取了抗空间辐射环境总剂量加固的措施，比如贴铅皮、布局优化等措施)不影响系统任务，如单机备份、并联设计等；(2)漂移时间，即星上电子元器件在受粒子辐射损伤后，部分电子性能参数会发生漂移或电子元器件功率输出下降；(3)幸存概率，即卫星MOS元器件抗总剂量损伤的幸存概率；(4)严重程度，即总剂量损伤是否造成卫星系统级任务中断、卫星系统低于正常功率工作、没有影响。不同严重程度的辐射损伤均需要考虑辐射损伤后，电子元器件是否能够以正常功率工作、敏感元器件抗总剂量幸存概率和影响传递概率。因此，有必要建立一种包含上述重点因素的3元素PIT(Possibility-Influence-Time)模型，以敏感元器件辐照试验数据和在轨辐射损伤时间为模型输入，通过对星上敏感元器件故障时间的归一化处理，识别卫星元器件总...
【技术保护点】
1.一种星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，列举卫星上的辐射敏感元器件，判断辐射损伤对辐射敏感元器件的后果及严重程度；/n步骤2，对同批次辐射敏感元器件进行总剂量辐照测试，获得同批次辐射敏感元器件抗总剂量的辐照测试值，计算得到同批次辐射敏感元器件抗总剂量指标的对数平均值A
【技术特征摘要】
1.一种星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，列举卫星上的辐射敏感元器件，判断辐射损伤对辐射敏感元器件的后果及严重程度；
步骤2，对同批次辐射敏感元器件进行总剂量辐照测试，获得同批次辐射敏感元器件抗总剂量的辐照测试值，计算得到同批次辐射敏感元器件抗总剂量指标的对数平均值Aaverage和对数标准差σ；其中，Aaverage为同批次辐射敏感元器件抗总剂量指标的对数平均值，σ为同批次辐射敏感元器件抗总剂量指标的对数标准差；
步骤3，计算辐射敏感元器件总剂量辐射损伤失效概率Pinvalid；
步骤4，计算敏感元器件辐射幸存概率Psurvive；
步骤5，确定辐射损伤后对卫星系统级任务有影响的辐射敏感元器件/单机的数量，确定对系统级任务的影响后果；
步骤6，确定损伤故障影响传递概率Ptransmit；
步骤7，确定敏感元器件辐射损伤导致的系统故障累积时间；
步骤8，确定核心单机/元器件i状态对系统级任务j的贡献度；
步骤9，确定单机/敏感元器件i总剂量损伤对系统任务j的评估因子；
步骤10，设置总剂量损伤的薄弱阈值PITlimit，进行卫星电离总剂量辐射损伤的薄弱点鉴别；
步骤11，总剂量损伤对卫星系统任务j影响程度评估针对系统级任务j，通过上述计算出的评估因子值，对其进行从高到低排序，得到典型单机/器件因总剂量损伤对卫星系统任务影响程度的评估因子序列值，即为总剂量损伤对卫星系统任务的影响程度。
2.根据权利要求1所述的星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法，其特征在于，所述步骤3为计算辐射敏感元器件总剂量辐射损伤失效概率Pinvalid，具体为：
敏感元器件的肤色剂量受轨道、位置、是否屏蔽的影响，敏感元器件的辐射损伤失效概率Pinvalid和设计余量InR服从正太分布，即
其中，Pinvalid为敏感元器件的辐射损伤失效概率，Dsimulation为敏感元器件在星上位置处的辐射仿真要求值，Pinvalid(Dsimulation)为敏感元器件总剂量辐射损伤失效概率，Aaverage为敏感元器件抗总剂量能力的测试平均值，σ为敏感元器件抗总剂量测试的对数标准差，Dsimulation的单位为Rad，Aaverage的单位为Rad。
3.根据权利要求1所述的星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法，其特征在于，所述步骤4为计算敏感元器件辐射幸存概率Psurvive，具体为：
上式中令Q＝Aaverage/Dsimulation，则
其中，Psurvive为敏感元器件辐射幸存概率，Aaverage为敏感元器件抗总剂量能力的测试平均值，Dsimulation为敏感元器件在星上位置处的辐射仿真要求值，σ为敏感元器件抗总剂量测试的对数标准差，Q为Aaverage/Dsimulation比值；Psurvive(Dsimulation)为敏感元器件辐射幸存概率值，
根据不同测试标准差σ值拟合出Psurvive-Q关系曲线，根据Q值、σ值计算得元器件幸存概率值Psurvive。
4.根据权利要求1所述的星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法，其特征在于，所述步骤5为确定辐射损伤后对卫星系统级任务有影响的辐射敏感元器件/单机的数量，确定对系统级任务的影响后果，对系统级任务的影响后果为任务中断、低于正常功率工作或没有影响。
5.根据权利要求1所述的星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法，其特征在于，所述步骤6为确定损伤故障影响传递概率Ptransmit，具体为：
针对某一项系统级任务j，考虑某一单机/元器件i，其损伤故障影响传递概率包含因素为：Ptransmitij＝fij(gij,Pinvalidi,Kij,T1,T2,T3)，
卫星在轨寿命期内，损伤故障影响传递概率Ptransmit采用一种简化的计算方法，即
上式中，共有nj个核心元器件辐射损伤故障，针对卫星系统级任务j的单机/元器件i发生总剂量辐射损伤，导致系统级任务间断次数、典型单机输出功率下降次数、典型单机电性能参数漂移过半次数，
其中，i为某一单机/敏感元器件，j为某一项系统级任务，gij为元器件i与某卫星系统任务j的关联度，Kij为第i单机/敏感元器件针对第j项系统级任务的抗加设计措施系数，T1为元器件辐射损伤故障时间，T2为元器...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦锡峰，束山山，李庆，宗益燕，李强，邹莹，秦冉冉，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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