[发明专利]一种基于蒙特卡洛仿真的小卫星及其星座可用度评估方法

摘要

一种基于蒙特卡洛仿真的小卫星及星座可用度评估方法，包括步骤如下：一、通过FMEA分析，获取Ⅰ、Ⅱ类严酷度为Ⅰ、Ⅱ类故障清单；按照故障是否可修对清单中的故障进行划分；二、对于可修故障，利用泊松过程对故障规律进行建模，利用在轨数据计算可修复故障失效率，确定泊松过程参数；对于不可修故障，利用维纳过程对故障规律进行建模，利用地面试验数据或在轨失效数据确定维纳过程参数；三、确定小卫星故障判据及星座故障判据，开展小卫星及其星座可用性仿真；六、通过仿真结果，计算小卫星在轨正常工作时长与寿命之比，计算小卫星及其星座在轨可用度。本发明在保证小卫星可用度评估结果准确性的同时能够有效减小可用度评估的复杂度。

主权项

1.一种基于蒙特卡洛仿真的小卫星及其星座可用度评估方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)对卫星进行FMEA分析，得到影响卫星任务成败的Ⅰ、Ⅱ类故障清单，判断Ⅰ、Ⅱ类故障清单中的故障是否为可修复故障；(2)如果为可修复故障，利用泊松过程建立可修复故障模型，根据小卫星设备在轨故障率信息及可靠性预计值，对平均故障间隔时间进行统计，确定小卫星设备泊松过程的强度参数值λ；如果为不可修复故障，使用退化过程描述不可修复故障模型，根据小卫星设备的在轨参数退化数据或寿命试验数据，确定小卫星设备维纳过程参数；(3)对于星座中每个小卫星，根据小卫星故障模式和小卫星故障模型，确定小卫星的整星仿真模型，利用进程交互法对小卫星可用度进行仿真，对于可修复故障，根据泊松过程对故障进行抽样，确定每次故障的起止时间；对于不可修复故障，根据维纳过程判断故障首达时间，并根据各小卫星设备状态判断整星是否处于不能工作的状态；计算单星在轨可用度，单星在轨可用度指整星处于正常工作状态时长与在轨寿命时长比值；(4)判断星座所有组成卫星的工作状态，根据单星及星座故障状态判据，基于蒙特卡洛仿真方法，得到星座在轨可用度，星座在轨可用度指星座正常工作状态时长与在轨寿命时长比值。