【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于月球探测领域，涉及一种月面通信设备故障概率预测方法。
技术介绍
1、深空探测承载着人类航天技术发展、探索宇宙奥秘和寻找地外生命及人类宜居地的重任，已成为各航天大国关注的热点。对月球的探测是深空探测的第一步，现有的研究主要集中在地-月通信，而对月面通信的研究较少；月面通信主要是通过配备自主通信能力的月面通信探测设备之间进行射频通信，通过发射和接收无线电信号来进行通信。但是这种通信方式容易受到月面各种环境因素的影响，如宇宙射线、辐射和温度变化，导致通信的可靠性和稳定性低。
2、月面通信设备大体上可以划分为三类：(1)固定节点，一般包括基站等设备，其位置固定，充当整个自组网的主要通信枢纽，任何基站的故障都可能导致整个网络的通信部分或完全中断；因此，固定节点通常需要具有较高的可用性和可靠性。(2)移动节点，如探测车、宇航员、机器人等，一般是执行探索任务。该类节点的活动范围很大，运动的位置和方向是不断变化的，移动节点的高可靠性可以确保它们能够按计划执行探测任务。(3)传感器节点，如放射测量仪器、光谱仪、温度计等，用于采集月球的各种环境参数，包括温度、气压、磁场等，可以将传感器视为信息源，并通过相应的通信设备将采集到的数据传回基站或其他节点，传感节点的可靠性也是至关重要的。在月面复杂的工作场景中，设备节点的故障概率是月面通信中不可忽略的一个重要因素，是影响数据传输可靠性的关键因素。
3、由于月球表面高真空，没有大气层的热传导，月球表面的白天和黑夜、受到太阳照射的位置与没有受到大阳照射的位置温差极大，极限
4、现有的设备节点的故障概率计算方法都未充分的考虑月面工作环境的特殊，并且也未充分的考虑月面上三类节点对可靠性的要求、受到月面环境的影响程度，因此准确度不高。
技术实现思路
1、为解决以上现有问题，本专利技术提出一种月面通信设备故障概率预测方法，包括：
2、s1、建立影响因素模型；
3、s2、获取历史影响因素数据，根据历史影响因素数据对影响因素模型进行参数估计，得到估计的参数，将估计的参数代入影响因素模型，得到估计后的影响因素模型；影响因素包括：月面通信设备的老化失效、月面通信设备的高负荷工作、月面温度、月尘微粒、月面辐射、能源；月面通信设备包括：基站、移动设备以及传感器设备；
4、s3、获取当前影响因素数据，根据当前影响因素数据采用估计后的影响因素模型计算当前月面通信设备的故障概率。
5、影响因素模型包括：基准故障概率模型、温度故障概率模型、月尘微粒故障概率模型、辐射故障概率模型、能源故障概率模型以及基站高负荷过热故障模型。
6、建立基准故障概率模型包括：
7、利用威布尔分布表示月面通信设备正常老化过程，得到基于威布尔分布的月面通信设备正常老化概率密度函数f(t)；根据f(t)计算可靠度函数r(t)，根据f(t)和r(t)计算正常老化导致月面通信设备发生故障的概率p1。
8、温度故障概率模型包括：温度-基站故障概率模型、温度-移动设备故障概率模型和温度-传感器故障概率模型；
9、其中，建立温度-基站故障概率模型包括：计算月面温差δt，根据月面温差δt计算月面温差δt对基站的损害程度d(δt)，根据d(δt)计算恒定值pnorm；设置临界值，当温差小于临界值时，温差导致基站发生故障的概率p2为恒定值pnorm；否则，根据恒定值pnorm、临界值以及月面温差δt计算温差导致基站发生故障的概率p2；
10、建立温度-移动设备故障概率模型与建立温度-基站设备故障概率模型相同，温差导致移动设备发生故障的概率为p3；
11、建立温度-传感器故障概率模型包括：根据月面温度计算传感器的温度变化率，根据传感器的温度变化率计算传感器的温度故障概率密度函数f*(.)，根据f*(.)计算温差导致传感器设备发生故障的概率p4。
12、月尘微粒故障概率模型包括：月尘微粒-基站故障概率模型、月尘微粒-移动设备故障概率模型和月尘微粒-传感器故障概率模型；
13、其中，建立月尘微粒-基站故障概率模型包括：计算月尘微粒直径为r的分布函数f′(r)、月尘微粒的速度v和直径r对基站的损害g(v,r)以及基站的材料特性m的损害h(m)；根据f′(r)、g(v,r)、h(m)计算基站的损害概率密度函数u；根据u计算基站的损害程度u′；根据u′计算月尘微粒导致基站发生故障的概率p5；
14、建立月尘微粒-移动设备故障概率模型与建立月尘微粒-基站故障概率模型相同，月尘微粒导致移动设备发生故障的概率为p6；
15、建立月尘微粒-传感器故障概率模型包括：计算月尘微粒的电场强度e，根据电场强度e计算月尘微粒的电场对传感器的损害ie；计算月尘微粒浓度c，根据月尘微粒浓度c计算月尘微粒浓度对传感器设备的损害ic；根据电场强度e和月尘微粒浓度c计算月尘微粒的电场与月尘微粒浓度之间的相互作用zc；根据ie、ic、zc计算月尘微粒对传感器的总体损伤uc；根据uc计算月尘导致传感器设备发生故障的概率p7。
16、建立辐射故障概率模型包括：计算月面通信设备接收的太阳光辐射强度计算月面通信设备接收的宇宙射线辐射强度id；根据和id计算月面通信设备受到的总体辐射；根据总体辐射计算月面辐射导致月面通信设备发生故本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，影响因素模型包括：基准故障概率模型、温度故障概率模型、月尘微粒故障概率模型、辐射故障概率模型、能源故障概率模型以及基站高负荷过热故障模型。
3.根据权利要求2所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，建立基准故障概率模型包括：
4.根据权利要求2所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，温度故障概率模型包括：温度-基站故障概率模型、温度-移动设备故障概率模型和温度-传感器故障概率模型；
5.根据权利要求2所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，月尘微粒故障概率模型包括：月尘微粒-基站故障概率模型、月尘微粒-移动设备故障概率模型和月尘微粒-传感器故障概率模型；
6.根据权利要求2所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，建立辐射故障概率模型包括：计算月面通信设备接收的太阳光辐射强度计算月面通信设备接收的宇宙射线辐射强度Id；根据和Id计算月面通信设备受到的
7.根据权利要求2所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，能源故障概率模型包括：能源-基站故障概率模型、能源-传感器故障概率模型和能源-移动设备故障概率模型；
8.根据权利要求2所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，建立基站高负荷过热故障模型包括：建立基站的热传导方程和热辐射方程，根据热传导方程和热辐射方程计算基站温度，根据基站温度计算基站高负荷过热的故障概率P12。
9.根据权利要求1所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，对影响因素模型进行参数估计的方法为极大似然估计法。
10.根据权利要求1所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，计算当前月面通信设备的故障概率包括：
...【技术特征摘要】
1.一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，影响因素模型包括：基准故障概率模型、温度故障概率模型、月尘微粒故障概率模型、辐射故障概率模型、能源故障概率模型以及基站高负荷过热故障模型。
3.根据权利要求2所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，建立基准故障概率模型包括：
4.根据权利要求2所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，温度故障概率模型包括：温度-基站故障概率模型、温度-移动设备故障概率模型和温度-传感器故障概率模型；
5.根据权利要求2所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，月尘微粒故障概率模型包括：月尘微粒-基站故障概率模型、月尘微粒-移动设备故障概率模型和月尘微粒-传感器故障概率模型；
6.根据权利要求2所述的一种月面通信设备故障概率预测方法，其特征在于，建立辐射故障概率...
【专利技术属性】
技术研发人员：段洁，程慰丹，闫子豪，李朝江，李镇江，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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