【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于卫星参数建模及预计，尤其涉及一种度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法和系统。
技术介绍
1、目前，卫星产品rms相关指标主要是寿命和可靠度，卫星系统、分系统、单机甚至元器件均有明确的可靠度指标要求，然而维修性、测试性、空间环境适应性等卫星rms设计要素指标缺乏，特别是没有反映卫星完成业务能力的综合参数。目前的可靠性指标主要是设计指标，目的为指导卫星各级产品的可靠性设计，缺乏面向用户和具体业务的应用指标。因此，除可靠度外构建一套新的卫星产品rms参数体系，以评价卫星综合能力是非常有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，建立用户层参数和系统、分系统、单机级参数的对应关系及预计方法，可作为卫星各级产品rms设计的依据，解决了用户对卫星rms综合参数要求和卫星设计参数要求脱节的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，包括：
3、进行任务分析，确定与用户需求相匹配的单机及故障模式，并梳理出各单机的故障模式清单；
4、根据确定的单机及故障模式，建立面向卫星任务的卫星任务成功率模型；
5、计算得到设备级失效率及单粒子导致的功能中断概率的预计结果；
6、根据设备级失效率及单粒子导致的功能中断概率的预计结果，结合卫星任务成功率模型，计算得到卫星任务成功率。
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8、根据系统任务与功能，通过功能分析确定系统功能层次，即将系统任务分解为相应功能，并将功能从系统级逐级分解、逐级向下展开，绘制功能层次图；
9、根据功能层次图，明确与用户需求相匹配的各单机的故障模式、故障维修方式，并列出各单机的故障模式清单；其中，故障模式清单中包括：故障名称、故障率、故障在轨维修措施。
10、在上述度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法中，卫星任务成功率模型表示如下：
11、
12、其中，d表示任务成功率，r(t)表示任务可靠度，γfd表示故障检测率，mm表示系统维修度，t表示任务时间；λ表示所有任务相关产品在轨故障失效率的和，λ＝∑λi，λi表示第i个任务相关产品在轨故障失效率；pstu表示所有任务相关产品单粒子导致的功能中断概率的和，pstu＝∑pstui，pstui表示第i个任务相关产品单粒子导致的功能中断概率，pstu-cdi表示第i个任务相关产品在轨可检测故障的单粒子导致的功能中断概率；λcdi表示第i个任务相关产品在轨可检测故障的失效率，λorfi表示第i个任务相关产品在轨自主恢复故障的失效率，pstu-ofri表示第i个任务相关产品在轨自主恢复故障的单粒子导致的功能中断概率。
13、在上述度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法中，计算得到设备级失效率及单粒子导致的功能中断概率的预计结果，包括：
14、对故障模式清单中的各故障模式的失效率进行逐项预计，确定设备级失效率；
15、根据故障模式清单，对单粒子相关故障模式的中断概率进行预计，确定单粒子导致的功能中断概率。
16、在上述度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法中，当单机为fpga器件时，fpga器件单粒子导致的功能中断概率的预计流程如下：
17、计算fpga器件在任务轨道环境条件下、考虑资源使用情况后的单粒子翻转率；
18、利用相似fpga器件的数据，计算得到未采取防护措施情况下，当前fpga器件在轨由于单粒子软错误导致功能异常的频次；
19、利用相似fpga器件的数据，预计得到fpga器件单粒子导致的功能中断概率。
20、在上述度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法中，计算fpga器件在任务轨道环境条件下、考虑资源使用情况后的单粒子翻转率，包括：
21、获得fpga器件的单粒子本征翻转率，包括：目标轨道环境下的存储区单粒子翻转率pbr1和配置区单粒子翻转率pbs1；
22、根据fpga器件存储区和配置区资源占用情况，确定存储区资源占用系数βrr1和配置区资源占用系数βrs1；
23、计算得到fpga器件在任务轨道环境条件下、考虑资源使用情况后的单粒子翻转率pm1：
24、pm1＝pbs1*βrs1+pbr1*βrr1。
25、在上述度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法中，利用相似fpga器件的数据，计算得到未采取防护措施情况下当前fpga器件在轨由于单粒子软错误导致功能异常的频次，包括：
26、获得相似fpga器件在轨无防护条件下由于单粒子软错误导致功能异常的频次pf2；
27、计算相似fpga器件在考虑资源使用情况后的单粒子翻转率pm2；
28、比较当前fpga器件和相似fpga器件的结构复杂性，确定结构复杂度系数βc；
29、计算得到未采取防护措施情况下当前fpga器件在轨由于单粒子软错误导致功能异常的频次pf1：
30、pf1＝pf2*βc＝pf2*(pm1/pm2)。
31、在上述度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法中，利用相似fpga器件的数据，预计得到fpga器件单粒子导致的功能中断概率，包括：
32、依据相似fpga器件采取单粒子防护措施前后的效果比对数据，确定防护系数βp；
33、计算得到当前fpga器件的单粒子功能异常率p0：
34、p0＝pf1/βp
35、根据计算得到的当前fpga器件单粒子功能中断概率p0，得到相应故障模式的fpga器件单粒子导致的功能中断概率。
36、在上述度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法中，在对故障模式清单中的各故障模式的失效率进行逐项预计时参照gjb299c和mil217f执行。
37、相应的，本专利技术还公开了一种度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计系统，包括：
38、梳理模块，用于进行任务分析，确定与用户需求相匹配的单机及故障模式，并梳理出各单机的故障模式清单；
39、模型建立模块，用于根据确定的单机及故障模式，建立面向卫星任务的卫星任务成功率模型；
40、预计模块，用于计算得到设备级失效率及单粒子导致的功能中断概率的预计结果；
41、成功率计算模块，用于根据设备级失效率及单粒子导致的功能中断概率的预计结果，结合卫星任务成功率模型，计算得到卫星任务成功率。
42、本专利技术具有以下优点：
43、(1)本专利技术公开了一种度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，解决了卫星rms指标相对单一，特别本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，进行任务分析，确定与用户需求相匹配的单机及故障模式，并梳理出各单机的故障模式清单，包括：
3.根据权利要求1所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，卫星任务成功率模型表示如下：
4.根据权利要求1所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，计算得到设备级失效率及单粒子导致的功能中断概率的预计结果，包括：
5.根据权利要求4所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，当单机为FPGA器件时，FPGA器件单粒子导致的功能中断概率的预计流程如下：
6.根据权利要求5所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，计算FPGA器件在任务轨道环境条件下、考虑资源使用情况后的单粒子翻转率，包括：
7.根据权利要求6所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，利用相似FP
8.根据权利要求7所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，利用相似FPGA器件的数据，预计得到FPGA器件单粒子导致的功能中断概率，包括：
9.根据权利要求4所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，在对故障模式清单中的各故障模式的失效率进行逐项预计时参照GJB299C和MIL217F执行。
10.一种度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，进行任务分析，确定与用户需求相匹配的单机及故障模式，并梳理出各单机的故障模式清单，包括：
3.根据权利要求1所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，卫星任务成功率模型表示如下：
4.根据权利要求1所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，计算得到设备级失效率及单粒子导致的功能中断概率的预计结果，包括：
5.根据权利要求4所述的度量卫星业务完成能力的综合参数建模及预计方法，其特征在于，当单机为fpga器件时，fpga器件单粒子导致的功能中断概率的预计流程如下：
6.根据权利要求5所述的度量卫星业务完成能力的综合...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宗仁，周苏闰，吴继峰，王红勋，李毅，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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