元器件在轨飞行评价验证方法技术

本发明专利技术的元器件在轨飞行评价验证方法包括：1)确定被验证元器件在轨飞行评价验证阶段的工作状态；2)确定被验证元器件在轨飞行评价验证所需测试的功能及参数；3)研制开发在轨测试系统；4)对在轨测试系统进行地面标定试验；5)组装被验证元器件与在轨测试系统，并随航天器一起发射入轨；在轨期间，被验证元器件按步骤1)确定的工作状态运行，在轨测试系统在太空中对被验证元器件的功能及参数进行测试，该功能及参数即是步骤2)确定的所需测试和监测的功能及参数；6)在轨测试数据下传；7)开展被验证元器件在轨测试数据的分析和判读。

On orbit Flight Evaluation and verification method of components

【技术实现步骤摘要】
元器件在轨飞行评价验证方法
本专利技术属于宇航用电子元器件质量可靠性保证
，具体涉及一种元器件在轨飞行评价验证方法。
技术介绍
微电子是现代信息产业和信息社会的基础，是改造和提升传统产业的核心技术，涉及计算机、家用电器、数码电子、自动化、电气、通信、交通、医疗、航空航天等各个领域。微电子产业发展程度是一个国家科技发展水平的关键指标之一，是事关国家国民经济、国防建设、人民生活和信息安全的基础性、战略性产业。航天电子信息系统的复杂化和技术的快速更新换代，微电子及其产品将在建设新型航天工业体系中扮演重要的角色，通常是一代电路、一代性能、一代装备，可以说没有微电子技术的发展就没有新型航天型号。航天技术的快速发展对高性能元器件提出了需要更大容量存储器、更高速更精确模数和数模转换器、更多资源更高速度更小功耗处理器等要求。由于基础工业水平的差距，目前我国微电子研发和生产水平与欧美发达国家相比仍然存在较大差距，虽然一些国产元器件在鉴定检验、筛选验收阶段均合格，但在使用环节仍然出现问题，设计师对国产元器件的可靠性、适应性仍存有担心，导致大部分航天装备上典型关键单机的核心元器件仍然是进口产品，国产元器件缺乏应用机会，研制水平、生产规模和应用能力发展缓慢。由于需求牵引与技术推动结合不紧密、元器件研制进度与型号研制进度不匹配、国产元器件质量一致性差且缺少必要的应用验证，型号难以独自承担因选用新研的国产元器件带来的工作量增加、质量问题频发、研制进度拖期、研制成本上涨等风险和责任，致使国产元器件工程化应用难度大，国产元器件工程推广应用效果不明显。评价验证是对国产元器件在上天应用前开展的一系列试验、评估和综合评价工作，以确定元器件研制的成熟度和宇航工程应用的适用度。为加速国产元器件在航天型号上的成熟应用、降低大规模使用新研元器件的风险，尤其是一些复杂、核心元器件的上天应用，需要开展全面的评价验证工作。通过开展宇航用元器件的评价验证工作，实现用研结合，从元器件层面、单机层面、系统层面全方位多角度评价考核国产元器件的可靠性，找到国产元器件的薄弱环节和缺陷，协助元器件研制单位改进提升，提高设计师应用国产元器件的水平，促进我国高端微电子产业和航天产业发展。在轨飞行评价验证是以在轨实际飞行为手段考核元器件是否满足使用要求的验证方式，是元器件评价验证的重要组成部分。尤其是对于一些采用新材料、新技术、新工艺的新型复杂国产元器件，更加需要开展在轨飞行评价验证工作。另一方面，随着航天产业市场化时代的到来，近年来伴随国家大力推动军民融合以及“互联网+航天”的产业升级变革，在全球新一轮工业革命的大背景下，中国在商业卫星方面取得了进展。COTS器件技术先进、性能优越，其性能一般优于宇航级器件1～2代，同时具有更快的发展速度、成本低、封装尺寸小、采购周期短、可获得性高等特点。选择COTS器件对于商业卫星和微小卫星可以在一定程度上降低研制成本。从长远意义来看，COTS器件的高可靠应用也是NASA实践“好、快、省”原则所长期推崇的重要举措，亦为大势所趋。但COTS器件的设计和制造时面向易于进行设备维修和替换并在良好可控环境下使用的民用领域，并非针对严酷工作环境的军用特别是航天航空高可靠应用领域，COTS器件直接应用于空间不可避免会遇到许多问题并存在诸多风险。在高性能COTS器件正式应用于空间系统前，可以通过在轨飞行评价验证全面识别其空间应用的风险，得到其在电、热、力、EMC、粒子辐射等环境下的可承受的极限值、失效模式、薄弱环节等，合理评价空间应用的可靠性及适应性，有效指导设计师使用高性能COTS器件设计商业卫星，达到“事半功倍”的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种元器件在轨飞行评价验证方法，用于对国产元器件开展在轨飞行评价验证工作。为了达到上述的目的，本专利技术提供一种元器件在轨飞行评价验证方法，包括：1)确定被验证元器件在轨飞行评价验证阶段的工作状态；2)确定被验证元器件在轨飞行评价验证所需的功能及参数；3)研制开发在轨测试系统；4)对在轨测试系统进行地面标定试验；5)组装被验证元器件与在轨测试系统，并随航天器一起发射入轨；在轨期间，被验证元器件按步骤1)确定的在轨飞行阶段工作状态运行，在轨测试系统在太空中对被验证元器件的功能及参数进行测试，该功能及参数即是步骤2)确定的所需测试和监测的功能及参数；6)在轨测试数据下传；7)开展被验证元器件在轨测试数据的分析和判读。上述元器件在轨飞行评价验证方法，其中，在轨测试系统包括信号采集模块、供电模块、数据处理和传输模块、数据存储模块和接口模块；所述信号采集模块用于对被验证元器件在轨测试参数进行采集和监测；所述供电模块用于对被验证器件以及在轨测试系统的其他模块提供工作所需电压；所述数据存储模块用于暂时存放所述信号采集模块采集的在轨测试数据；所述数据处理和传输模块用于对在轨测试数据进行初步处理；所述接口模块包括用于连接航天器星务管理单元的接口模块和用于连接航天器机械和热控的接口模块；所述数据处理和传输模块的输出数据通过用于连接航天器星务管理单元的接口模块输送至航天器的其他单机，利用其他单机的传输通道进行数据下传；用于连接航天器机械和热控的接口模块实现在轨测试系统与航天器机温控、散热和加热装置的连接。上述元器件在轨飞行评价验证方法，其中，所述步骤1)中，根据被验证元器件具体型号规格、基本功能性能、典型应用方法，确定在轨飞行阶段被验证元器件的工作方式；所述工作方式至少包括：被验证元器件在轨飞行验证阶段实现的具体功能、供电要求、工作时间要求和外围配套电路要求。上述元器件在轨飞行评价验证方法，其中，所述步骤2)中，根据被验证元器件具体型号规格、功能性能、应用方法，确定在轨飞行阶段被验证元器件所需测试和监测的功能及参数。上述元器件在轨飞行评价验证方法，其中，所述步骤3)中，根据步骤2)确定的在轨测试功能及参数研制开发在轨测试系统；在轨测试系统的性能指标需要结合被验证元器件在轨测试功能及参数、在轨期间航天器能够提供的能量、发射重量和体积等因素综合确定。上述元器件在轨飞行评价验证方法，其中，所述步骤4)中，地面标定试验包括对在轨测试系统本身可靠性进行试验和利用在轨测试系统在地面对被验证元器件进行测试。上述元器件在轨飞行评价验证方法，其中，对在轨测试系统本身可靠性进行试验至少包括电特性测试、热环境适应性测试、力环境适应性测试；利用在轨测试系统在地面对被验证元器件进行测试包括被验证元器件在不同供电电压下进行测试、被验证元器件在不同温度下进行测试、被验证元器件在机械冲击/振动/离心试验下进行测试、被验证元器件在真空环境下进行测试、被验证元器件在长时间加电工作下进行测试。上述元器件在轨飞行评价验证方法，其中，所述步骤7)中，对被验证元器件的在轨测试数据进行分析，获取被验证元器件的功能及参数随被验证元器件在太空中的运行时间、环境温度、发射过程中的环境机械应力、遭受的太空辐射应力的变化情况，结合元器件在轨工作方式及实现的功能对被验证元器件的在轨飞行情况进行综合评本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.元器件在轨飞行评价验证方法，其特征在于，包括：/n1)确定被验证元器件在轨飞行评价验证阶段的工作状态；/n2)确定被验证元器件在轨飞行评价验证所需测试的功能及参数；/n3)研制开发在轨测试系统；/n4)对在轨测试系统进行地面标定试验；/n5)组装被验证元器件与在轨测试系统，并随航天器一起发射入轨；在轨期间，被验证元器件按步骤1)确定的在轨飞行阶段工作状态运行，在轨测试系统在太空中对被验证元器件的功能及参数进行测试，该功能及参数即是步骤2)确定的所需测试和监测的功能及参数；/n6)在轨测试数据下传；/n7)开展被验证元器件在轨测试数据的分析和判读。/n

【技术特征摘要】
1.元器件在轨飞行评价验证方法，其特征在于，包括：
1)确定被验证元器件在轨飞行评价验证阶段的工作状态；
2)确定被验证元器件在轨飞行评价验证所需测试的功能及参数；
3)研制开发在轨测试系统；
4)对在轨测试系统进行地面标定试验；
5)组装被验证元器件与在轨测试系统，并随航天器一起发射入轨；在轨期间，被验证元器件按步骤1)确定的在轨飞行阶段工作状态运行，在轨测试系统在太空中对被验证元器件的功能及参数进行测试，该功能及参数即是步骤2)确定的所需测试和监测的功能及参数；
6)在轨测试数据下传；
7)开展被验证元器件在轨测试数据的分析和判读。


2.如权利要求1所述的元器件在轨飞行评价验证方法，其特征在于，在轨测试系统包括信号采集模块、供电模块、数据处理和传输模块、数据存储模块和接口模块；
所述信号采集模块用于对被验证元器件在轨测试参数进行采集和监测；
所述供电模块用于对被验证器件以及在轨测试系统的其他模块提供工作所需电压；
所述数据存储模块用于暂时存放所述信号采集模块采集的在轨测试数据；
所述数据处理和传输模块用于对在轨测试数据进行初步处理；
所述接口模块包括用于连接航天器星务管理单元的接口模块和用于连接航天器机械和热控的接口模块；所述数据处理和传输模块的输出数据通过用于连接航天器星务管理单元的接口模块输送至航天器的其他单机，利用其他单机的传输通道进行数据下传；用于连接航天器机械和热控的接口模块实现在轨测试系统与航天器机温控、散热和加热装置的连接。


3.如权利要求1所述的元器件在轨飞行评价验证方法，其特征在于，所述步骤1)中，根据被验证元器件具体型号规格、基本功能性能、典型应用方法，确定在轨飞行阶段被验证元器件的工作方式；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟鑫，楼建设，王佳，汪波，廉鹏飞，孔泽斌，祝伟明，王昆黍，宣明，
申请(专利权)人：上海精密计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31