[發(fā)明專利]一種遙感衛(wèi)星效費權衡優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112529241A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 王晶燕;趙健宇;焦健;張兆國;程瑤;呂欣琦;程卓
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種遙感衛(wèi)星效費權衡優(yōu)化方法，其特征在于：所述方法通過以下步驟實現(xiàn)：

步驟一：以遙感衛(wèi)星分系統(tǒng)為最小顆粒度，設計綜合度量衛(wèi)星性能和可靠性的遙感衛(wèi)星效能模型；

步驟二：設計遙感衛(wèi)星多維度費用模型；

步驟三：設計遙感衛(wèi)星效費權衡模型，該模型以步驟一和步驟二建立的遙感衛(wèi)星效能模型和遙感衛(wèi)星多維度費用模型為目標函數(shù)，以遙感衛(wèi)星性能指標、可靠性指標和重量指標為優(yōu)化參數(shù)；

步驟四：基于步驟三設計遙感衛(wèi)星效費權衡模型，設計適應度函數(shù)，針對優(yōu)化參數(shù)，利用遺傳算法，確定具有最佳效費比的遙感衛(wèi)星設計方案。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：遙感衛(wèi)星效能模型E包括遙感衛(wèi)星可用性模型A、遙感衛(wèi)星可信性模型D和遙感衛(wèi)星能力模型C，

則，E＝A·D·C；

其中，遙感衛(wèi)星可用性模型A是描述遙感衛(wèi)星開始工作時處于不同工作狀態(tài)的概率的模型，遙感衛(wèi)星工作狀態(tài)為不同分系統(tǒng)的正常或故障狀態(tài)的組合；

遙感衛(wèi)星可信性模型D是描述遙感衛(wèi)星在不同工作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移概率的模型；

遙感衛(wèi)星能力模型C是度量遙感衛(wèi)星在不同工作狀態(tài)下完成給定任務的能力的模型。

3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于：遙感衛(wèi)星可用性模型A具體為：

式中，a_j是遙感衛(wèi)星處于第j個工作狀態(tài)時的可用度，m＝(n²+n+2)/2為遙感衛(wèi)星工作狀態(tài)總數(shù)，n是遙感衛(wèi)星分系統(tǒng)數(shù)量，F(xiàn)_i(0)為遙感衛(wèi)星第i個分系統(tǒng)執(zhí)行任務前的失效概率，x_j,i∈{0,1}表示遙感衛(wèi)星處于第j個工作狀態(tài)時第i個分系統(tǒng)的二進制狀態(tài)變量，0表示正常，1表示故障。

4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于：遙感衛(wèi)星可信性模型D為：

式中，d_jk表示遙感衛(wèi)星從第j個工作狀態(tài)經(jīng)t時間轉(zhuǎn)移到第k個工作狀態(tài)的概率，F(xiàn)_i(t)表示工作到t時刻遙感衛(wèi)星第i個分系統(tǒng)的失效概率。

5.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于：所述遙感衛(wèi)星能力模型C通過下述方式建立：

S1、建立效能層次結(jié)構指標體系，所述的體系包括姿態(tài)控制能力、成像能力和信息傳輸能力，并確定三種能力的性能指標；其中，姿態(tài)控制能力的性能指標包括三軸測量精度、三軸指向精度、三軸穩(wěn)定度；成像能力的性能指標包括目標定位精度、成像幅寬、成像時間、地面分辨率；信息傳輸能力的性能指標包括信號帶寬、信息傳輸速率、信息傳輸誤碼率；

S2、利用層次分析法得到各性能指標p_l的總排序權值其中所述三種能力為同一層次，每種能力下的性能指標為同一層次；

S3、遙感衛(wèi)星分系統(tǒng)正常運行時，確定各性能指標p_l的評價值u_l0，評價值u_l0∈[0,10]定義為指標取值范圍[p_l,L,p_l,U](l＝1,2,…,q)上線性變化的函數(shù)值，其中q為性能指標的數(shù)量；

S4、將遙感衛(wèi)星分系統(tǒng)在非正常運行狀態(tài)下的能力視為在正常運行時系統(tǒng)能力的一種降能，需在評價值u_l0的基礎上，進一步計算當遙感衛(wèi)星分系統(tǒng)處于不同狀態(tài)時，各性能指標的評價值；

S5、根據(jù)S2、S4的結(jié)果，計算遙感衛(wèi)星第j個工作狀態(tài)對應的能力c_j；

進而得到遙感衛(wèi)星能力模型C為：

式中，m為遙感衛(wèi)星工作狀態(tài)的數(shù)量，x_i為第i個分系統(tǒng)的正常狀態(tài)，ρ_li∈[0,1]表示第i個分系統(tǒng)故障對性能指標p_l的影響系數(shù)。