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基于DPM的空间辐射环境可靠性指标制定方法.pdf

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基于 DPM 空间 辐射 环境 可靠性 指标 制定 方法
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摘要
申请专利号:

CN201310176704.X

申请日:

2013.05.14

公开号:

CN104155878A

公开日:

2014.11.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05B 17/02申请日:20130514|||公开
IPC分类号: G05B17/02 主分类号: G05B17/02
申请人: 北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司
发明人: 王群勇
地址: 100089 北京市海淀区紫竹院路69号中国兵器大厦708室
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 王莹
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310176704.X

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2016.08.17|||2014.12.17|||2014.11.19

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种基于DPM的空间辐射环境可靠性指标制定方法,所述方法包括:S1:预设卫星任务指标,所述卫星任务指标包括卫星的可用性、生存概率和空间辐射环境可靠性的控制比例;S2:根据所述卫星任务指标确定空间辐射环境可靠性指标的任务要求指标RSPEC;S3:根据RSPEC计算卫星器件对应的设计裕量RDMreal,并比较RDMreal和卫星器件满足任务可靠性所能接受的风险RDMSPEC;当RDMreal大于RDMSPEC,则将RDMreal满足任务指标要求RSPEC;S4:将此时的卫星任务指标作为器件的空间辐射环境可靠性指标。本发明通过依托于任务确定空间辐射环境指标计算方法,保证任务的空间辐射环境可靠性要求。

权利要求书

权利要求书
1.  一种基于DPM的空间辐射环境可靠性指标制定方法,其特征在于,所述方法包括:
S1:预设卫星任务指标,所述卫星任务指标包括卫星的可用性、生存概率和空间辐射环境可靠性的控制比例;
S2:根据所述卫星任务指标确定空间辐射环境可靠性指标的任务要求指标RSPEC;
S3:根据RSPEC计算卫星器件对应的设计裕量RDMreal,并比较RDMreal和卫星器件满足任务可靠性所能接受的风险RDMSPEC;当RDMreal大于RDMSPEC,则将RDMreal满足任务指标要求RSPEC;
S4:将此时的卫星任务指标作为器件的空间辐射环境可靠性指标。

2.  根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1之后还包括:根据步骤S1中卫星可用性A,以及根据公式(1)计算卫星的中断时间控制模型DPM卫星,
DPM卫星=(1-A)×106     (1)
其中,A为卫星可用性。

3.  根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据所述卫星的中断时间控制模型DPM卫星,以及根据公式(2)计算卫星空间辐射环境的中断时间控制模型DPM卫星-辐射,
DPM卫星-辐射=ω×DPM卫星     (2)
其中,ω为空间辐射环境对卫星可靠性的贡献比例。

4.  根据权利要求3所述的方法,其特征在于,ω为0.1。

5.  根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据卫星空间辐射环境的中断时间控制模型DPM卫星-辐射,以及根据公式(3)计算器件空间辐射环境的中断时间控制模型DPM器件-辐射,
DPM器件-辐射=DPM卫星-辐射/n     (3)
其中,n为敏感器件总数,通过对卫星器件进行空间辐射效应敏感 分析获取。

6.  根据权利要求1或5中任一项所述的方法,其特征在于,空间辐射环境可靠性指标的任务要求指标RSPEC根据公式(4)和(5)确定,

RSPEC=1/λ器件-辐射     (5)
其中,t器件-辐射为器件中断时间,是通过系统设计分析及任务需求分析确定的。

7.  根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S3中所述卫星器件对应的设计裕量RDMreal由公式(6)确定,
RDMreal=RMFRSPEC---(6)]]>
其中,RMF为器件实际抗辐射能力,是利用已有的历史经验数据确定。

8.  根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S3中所述卫星器件满足任务可靠性所能接受的风险RDMSPEC是利用理论计算方法和已有的历史经验数据确定。

9.  根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S3中,
当RDMreal小于RDMSPEC时,则重新评价器件在采取防护措施后的实际抗辐射能力,重复步骤S3;如果无法通过防护措施使RDMreal满足任务指标要求RSPEC,则更换器件,重复步骤S1至S4,直至RDMreal满足任务指标要求RSPEC。

说明书

说明书基于DPM的空间辐射环境可靠性指标制定方法
技术领域
本发明涉及空间辐射领域,特别涉及一种基于DPM的空间辐射环境可靠性指标制定方法。
背景技术
卫星在空间任务轨道经历的空间环境恶劣,地球捕获带、太阳事件粒子、银河宇宙射线等背景环境以及周期性太阳活动影响下的动态环境的高能粒子(包括重离子、?#39318;印?#30005;子等)会诱发卫星中器件发生充放电效应、单粒?#26377;?#24212;、总剂量效应、位移损伤效应,导致卫星?#25910;稀?#22240;此,确定有效的空间辐射环境可靠性指标体系是保证卫星空间环境可靠性的重要因素。
目前我国的卫星空间辐射环境可靠性指标多采用单一指标进?#24615;际?#22914;单粒子翻转阈值37MeV·cm2/mg、单粒子闩锁阈值75MeV·cm2/mg。
然而卫星空间辐射环境可靠性是受多方面因素影响的,若只是规定单一指标,则在其他没有确定的因素影响下,卫星的空间辐射环境可靠性还存在着很大的差异。如单粒子翻转效应,影响单粒子翻转率的因素包括敏感对象类型、单粒子翻转阈值、敏感体积、饱和截面、已有的防护措施?#21462;?#24403;可靠性指标只规定单粒子翻转阈值为37MeV·cm2/mg时,仅是因为饱和截面和敏感体积的差异,其翻转率便会有几个数量级的差异。因此单一指标的制定不足以保证卫星的空间辐射可靠性。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明解决的技术问题是通过确定空间辐射环境可靠性指标制定 方法,形成一套以指标算法为核心的空间辐射环境指标体系。
(二)技术方案
本发明提供一种基于DPM的空间辐射环境可靠性指标制定方法,所述方法包括:
S1:预设卫星任务指标,所述卫星任务指标包括卫星的可用性、生存概率和空间辐射环境可靠性的控制比例;
S2:根据所述卫星任务指标确定空间辐射环境可靠性指标的任务要求指标RSPEC;
S3:根据RSPEC计算卫星器件对应的设计裕量RDMreal,并比较RDMreal和卫星器件满足任务可靠性所能接受的风险RDMSPEC;当RDMreal大于RDMSPEC,则将RDMreal满足任务指标要求RSPEC;
S4:将此时的卫星任务指标作为器件的空间辐射环境可靠性指标。
优选地,步骤S1之后还包括:根据步骤S1中卫星可用性A,以及根据公式(1)计算卫星的中断时间控制模型DPM卫星,
DPM卫星=(1-A)×106     (1)
其中,A为卫星可用性。
优选地,根据所述卫星的中断时间控制模型DPM卫星,以及根据公式(2)计算卫星空间辐射环境的中断时间控制模型DPM卫星-辐射,
DPM卫星-辐射=ω×DPM卫星     (2)
其中,ω为空间辐射环境对卫星可靠性的贡献比例。
优选地,ω为0.1。
优选地,根据卫星空间辐射环境的中断时间控制模型DPM卫星-辐射,以及根据公式(3)计算器件空间辐射环境的中断时间控制模型DPM器件-辐射,
DPM器件-辐射=DPM卫星-辐射/n     (3)
其中,n为敏感器件总数,通过对卫星器件进行空间辐射效应敏感分析获取。
优选地,空间辐射环境可靠性指标的任务要求指标RSPEC根据公式(4)和(5)确定,

RSPEC=1/λ器件-辐射     (5)
其中,t器件-辐射为器件中断时间,是通过系统设计分析及任务需求分析确定的。
优选地,步骤S3中所述卫星器件对应的设计裕量RDMreal由公式(6)确定,
RDMreal=RMFRSPEC---(6)]]>
其中,RMF为器件实际抗辐射能力,是利用已有的历史经验数据确定。
优选地,步骤S3中所述卫星器件满足任务可靠性所能接受的风险RDMSPEC是利用理论计算方法和已有的历史经验数据确定。
优选地,步骤S3中,
当RDMreal小于RDMSPEC时,则重新评价器件在采取防护措施后的实际抗辐射能力,重复步骤S3;如果无法通过防护措施使RDMreal满足任务指标要求RSPEC,则更换器件,重复步骤S1至S4,直至RDMreal满足任务指标要求RSPEC。
(三)有益效果
本发明通过依托于任务确定空间辐射环境可靠性指标制定方法,保证任务的空间辐射环境可靠性要求。
附图说明
图1是本发明提供的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方 ?#38468;星?#26970;、完整地描述。
本发明提供了一种基于DPM的空间辐射环境可靠性指标制定方法,如图1所示,所述方法包括:
S1:预设卫星任务指标,所述卫星任务指标包括卫星的可用性、生存概率和空间辐射环境可靠性的控制比例;
根据步骤S1中卫星可用性A,以及根据公式(1)计算卫星的中断时间控制模型DPM卫星,
DPM卫星=(1-A)×106     (1)
其中,A为卫星可用性。
根据卫星的?#25910;?#20998;类进行分类控制,如表1所示,ω为空间辐射环境对卫星可靠性的贡献比例,根据所述卫星的中断时间控制模型DPM卫星,以及根据公式(2)计算卫星空间辐射环境的中断时间控制模型DPM卫星-辐射,
DPM卫星-辐射=ω×DPM卫星     (2)
表1

根据上表可知,ω为0.1。
根据卫星空间辐射环境的中断时间控制模型DPM卫星-辐射,以及根据公式(3)计算器件空间辐射环境的中断时间控制模型DPM器件-辐射,
DPM器件-辐射=DPM卫星-辐射/n     (3)
其中,n为敏感器件总数,通过对卫星器件进行空间辐射效应敏感分析获取。
S2:根据所述卫星任务指标确定空间辐射环境可靠性指标的任务要求指标RSPEC;
空间辐射环境可靠性指标的任务要求指标RSPEC根据公式(4)和(5)确定,

RSPEC=1/λ器件-辐射     (5)
其中,t器件-辐射为器件中断时间,是通过系统设计分析及任务需求分析确定的。
S3:根据RSPEC计算卫星器件对应的设计裕量RDMreal,并比较RDMreal和卫星器件满足任务可靠性所能接受的风险RDMSPEC;当RDMreal大于RDMSPEC,表明卫星器件满足任务可靠性所能接受的风险,则跳转步骤S4;当RDMreal小于RDMSPEC,则表明卫星器件不满足任务可靠性所能接受的危险,则跳转步骤S1重新设置卫星任务指标,直到RDMreal大于RDMSPEC;
所述卫星器件对应的设计裕量RDMreal由公式(6)确定,
RDMreal=RMFRSPEC---(6)]]>
其中,RMF为器件满足任务可靠性要求达到的实际能力,是利用已有的历史经验数据确定。
所述卫星器件满足任务可靠性所能接受的风险RDMSPEC是利用理论计算方法和已有的历史经验数据确定。
S4:将此时的卫星任务指标作为器件的空间辐射环境可靠性指标。
以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人?#20445;?#22312;不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

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