[發明專利]基于失效率的空間輻射環境可靠性定量控制方法

有效

• 申請號: 201310172838.4
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN104143036B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 王群勇
• 申請（專利權）人: 北京圣濤平試驗工程技術研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 韓國勝

技術領域

本發明涉及空間輻射環境的可靠性預防領域，特別涉及一種基于失效率的空間輻射環境可靠性定量控制方法。

背景技術

航空/航天系統在空間任務軌道的空間環境影響下，會誘發航空/航天系統產生充放電效應、單粒子效應、總劑量效應、位移損傷效應四種損傷效應，導致航空/航天系統發生故障。但是，目前國內還沒有與傳統可靠性指標失效率λ相關聯的空間輻射可靠性指標要求λ_SRE。因此，建立一套基于失效率λ的空間輻射可靠性算法體系才可以將空間輻射環境納入傳統可靠性的設計、生產、試驗、分析及管理過程中，進而保證航空/航天系統空間環境可靠性不影響系統可靠性。

目前評價器件抗輻射效應能力均是以本征失效特征參數來表示，如評價某器件抗總劑量效應的能力是以耐計量多少來表征，某器件抗單粒子效應的能力是以閾值級截面來表征，這些本征失效特征參數未與系統可靠性指標參數失效率λ關聯，傳統系統可靠性的分配和精確預計中沒有包括空間輻射效應的影響，空間應用工程中缺乏單粒子效應、總劑量效應、位移損傷效應等相關的可靠性指標，導致現行的衛星系統可靠性管理未真正評估空間輻射效應風險。

為了解決以上問題，本發明做了有益改進。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供一套以失效率為核心的空間輻射環境可靠性定量控制方法，從而可準確控制航空/航天系統的空間輻射環境的可靠性。

(二)技術方案

本發明是通過以下技術方案實現的：一種基于失效率的空間輻射環境可靠性定量控制方法，包括以下步驟：

S1.計算得出空間輻射環境可靠性指標要求λ_SRE；

S2.計算得出空間輻射環境可靠性預計值λ'_SRE；

S3.對比所述空間輻射環境可靠性指標要求λ_SRE與可靠性預計值λ'_SRE，預計值不滿足指標要求，通過計算公式獲得需要采用防護措施后所達到的定量防護失效率Δλ_SRE，所述計算公式如下：

Δλ_SRE＝λ'_SRE-λ_SRE

S4.根據定量防護失效率Δλ_SRE的計算公式，結合空間輻射環境損傷效應的具體防護措施的空間輻射環境可靠性指標要求λ_SRE計算方法，確定空間輻射環境的防護措施參數，并調整所述防護措施參數，直至所述空間輻射環境可靠性預計值滿足所述空間輻射環境可靠性指標要求。

其中，所述步驟S1的空間輻射環境可靠性指標要求λ_SRE計算公式如下：

λ_SRE＝λ/10

其中，λ為航空/航天電子系統失效率。

進一步，所述步驟S2中，系統空間輻射環境可靠性預計值是由其組成單元的空間輻射環境可靠性預計值計算得出；如果航空/航天系統由多個單元串聯組成，則該航空/航天系統的空間輻射環境可靠性預計值λ'_SRE的計算公式為：

其中，λ'_SRE為系統的空間輻射環境可靠性預計值，λ'_SRE-i為組成系統的第i個單元的空間輻射環境可靠性預計值，i為自然數。

進一步，所述步驟S2中，其中一個單元的空間輻射環境可靠性預計值是由其組成子單元的空間輻射環境可靠性預計值計算而來。如果第i個單元由m個敏感器件串聯組成，則該單元的空間輻射環境可靠性預計值λ'_SRE-i的計算公式為：

其中，λ'_SRE-i為組成系統的第i個單元的空間輻射環境可靠性預計值，λ'_SRE-j為組成系統的第j個敏感器件的空間輻射環境可靠性預計值，m、j為自然數。

再進一步，如果步驟S4中，所述空間輻射環境損傷效應為單粒子效應，所述步驟S4具體包括以下步驟：

S41.針對航天器器件級的單粒子翻轉效應SEU，應用以下計算公式得出防護措施指標為：

其中，λ(t)_dev-EDAC為航天器器件采取檢錯糾錯防護措施指標失效率；

N為航天器器件存儲字節容量；

X為航天器器件有效存儲數據bit容量；