[發(fā)明專(zhuān)利]微納衛(wèi)星試驗(yàn)矩陣設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710840501.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109214030B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉寧;楊勇;王晶;樊世超;李西園;劉明輝;尚永紅;張立偉;周原;黃首清;李濤;于兆吉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50;G06Q10/06;G06Q10/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種微納衛(wèi)星試驗(yàn)矩陣設(shè)計(jì)方法，該方法先定微納衛(wèi)星項(xiàng)目特性和設(shè)計(jì)特性要素，再選擇微納衛(wèi)星試驗(yàn)驗(yàn)證策略，然后根據(jù)微納衛(wèi)星的試驗(yàn)對(duì)象，結(jié)合微納衛(wèi)星項(xiàng)目特性和設(shè)計(jì)特性要素以及整星試驗(yàn)基線，設(shè)計(jì)出相應(yīng)系統(tǒng)級(jí)和組件級(jí)產(chǎn)品的試驗(yàn)矩陣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法對(duì)于一顆微納衛(wèi)星最多可有效節(jié)約試驗(yàn)時(shí)間、試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)80％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星工程設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種考慮多種約束條件下的微納衛(wèi)星試驗(yàn)矩陣設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

微納衛(wèi)星是近年來(lái)快速發(fā)展的新一代衛(wèi)星，也是航天器技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，在對(duì)地觀測(cè)、通信、新技術(shù)驗(yàn)證、科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，已顯示出良好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和軍事價(jià)值。微納衛(wèi)星是指整星質(zhì)量在100kg～1kg之間，采用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范，大量應(yīng)用COTS器件、工業(yè)技術(shù)和微小型化產(chǎn)品等創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念和技術(shù)開(kāi)發(fā)的一類(lèi)衛(wèi)星。

微納衛(wèi)星具有功能密度高、智能化、成本低廉、研制周期短、可批量化生產(chǎn)測(cè)試等特點(diǎn)，具備機(jī)動(dòng)靈活發(fā)射、星群自主運(yùn)行、大規(guī)模裝備、星群協(xié)同應(yīng)用、能靈活重構(gòu)和系統(tǒng)健壯性較強(qiáng)等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)衛(wèi)星一樣，微納衛(wèi)星在全壽命周期內(nèi)將面臨復(fù)雜環(huán)境及效應(yīng)的考驗(yàn)，因此亦需要結(jié)合任務(wù)特點(diǎn)和衛(wèi)星技術(shù)狀態(tài)，有針對(duì)性地開(kāi)展有效的試驗(yàn)。對(duì)傳統(tǒng)衛(wèi)星的研制而言，為了確保衛(wèi)星的長(zhǎng)壽命和高可靠的要求，需要投入大量的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間，其中包括不菲的試驗(yàn)開(kāi)銷(xiāo)。微納衛(wèi)星如果仍然采用傳統(tǒng)衛(wèi)星試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑢⑴c其低成本和快速交付的目標(biāo)不匹配。

試驗(yàn)是保證微納衛(wèi)星任務(wù)可靠性的重要手段之一。若干統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明(Gregory FD,Jean F C,Joseph H S.Statistical reliability analysis of satellites by masscategory:Does spacecraft size matter？[J]Acta Astronautica,2010(67):584–595)，微納衛(wèi)星與傳統(tǒng)大型/中型衛(wèi)星相比在入軌初期有較高的失效率，很大一部分原因就在于試驗(yàn)驗(yàn)證(即最后的質(zhì)量控制)沒(méi)做好，缺乏規(guī)范、系統(tǒng)的試驗(yàn)驗(yàn)證保證產(chǎn)品的任務(wù)可靠性。盡管微納衛(wèi)星大量使用COTS產(chǎn)品，但這并不意味著微納衛(wèi)星在軌壽命無(wú)法保證，事實(shí)上很多微納衛(wèi)星卻能夠在軌運(yùn)行5年或更長(zhǎng)時(shí)間。微納衛(wèi)星的設(shè)計(jì)或制造缺陷可以在發(fā)射前的試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中以早期失效的形式表現(xiàn)出來(lái)，因此通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證能夠有效預(yù)防早期失效。一旦衛(wèi)星通過(guò)了初期失效階段將會(huì)極大增加長(zhǎng)期在軌的幾率,保證利用COTS產(chǎn)品建造的微納衛(wèi)星滿足任務(wù)要求。

作為全球微納衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域的先驅(qū)，迄今薩瑞公司已經(jīng)發(fā)射了超過(guò)40顆衛(wèi)星，近10年任務(wù)成功率為100％。通過(guò)分析薩瑞公司發(fā)展軌跡可以發(fā)現(xiàn)，它之所以能如此成功離不開(kāi)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和高效的質(zhì)量控制，包括以COTS產(chǎn)品的高性能保證衛(wèi)星可靠性；積極開(kāi)展商用技術(shù)空間化地面驗(yàn)證，通過(guò)高效的試驗(yàn)、檢驗(yàn)確保產(chǎn)品質(zhì)量；針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)或產(chǎn)品擇機(jī)開(kāi)展在軌飛行試驗(yàn)等(Sweeting M.N.pushing the capabilities of smallsatellites[R].Nano-satellite Symposium Nagoya,Japan,11October,2012)。