[發明專利]一種遙感衛星效費權衡優化方法

在審

• 申請號: 202010987911.3
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112529241A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（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

1.一種遙感衛星效費權衡優化方法，其特征在于：所述方法通過以下步驟實現：

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

步驟二：設計遙感衛星多維度費用模型；

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

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

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

則，E＝A·D·C；

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

遙感衛星可信性模型D是描述遙感衛星在不同工作狀態之間的轉移概率的模型；

遙感衛星能力模型C是度量遙感衛星在不同工作狀態下完成給定任務的能力的模型。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：遙感衛星可用性模型A具體為：

式中，a_j是遙感衛星處于第j個工作狀態時的可用度，m＝(n²+n+2)/2為遙感衛星工作狀態總數，n是遙感衛星分系統數量，F_i(0)為遙感衛星第i個分系統執行任務前的失效概率，x_j,i∈{0,1}表示遙感衛星處于第j個工作狀態時第i個分系統的二進制狀態變量，0表示正常，1表示故障。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：遙感衛星可信性模型D為：

式中，d_jk表示遙感衛星從第j個工作狀態經t時間轉移到第k個工作狀態的概率，F_i(t)表示工作到t時刻遙感衛星第i個分系統的失效概率。

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

S1、建立效能層次結構指標體系，所述的體系包括姿態控制能力、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、遙感衛星分系統正常運行時，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)上線性變化的函數值，其中q為性能指標的數量；

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

S5、根據S2、S4的結果，計算遙感衛星第j個工作狀態對應的能力c_j；

進而得到遙感衛星能力模型C為：

式中，m為遙感衛星工作狀態的數量，x_i為第i個分系統的正常狀態，ρ_li∈[0,1]表示第i個分系統故障對性能指標p_l的影響系數。