卫星寿命指标分配方法研究

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1、第24卷第6期2015年12月航天器工程SPACECRAFTENGlNEERINGV01．24NO．6卫星寿命指标分配方法研究吴雷1于龙江2朱炜1张国斌2(1中国航天标准化与产品保证研究院，北京100071)(2北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要针对卫星寿命要求如何分解的问题，提出了一种卫星寿命指标分配的方法，在确定卫星耗损寿命要求的基础上，通过开展寿命建模，开发了一种基于蒙特卡罗仿真迭代的寿命指标分配算法，实现了卫星寿命指标的量化分解。该方法可在当前卫星寿命设计工作中推广应用。最后，文章对卫星长寿命设计工作提出了相关建议。关键词卫星；寿命指标分配；耗损寿命；

2、寿命建模；蒙特卡罗仿真中图分类号：V1l文献标志码：ADOl：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．06．002ResearchoftheMethodofSatelliteLifetimeAllocationWULeilYUI．ongjiang!ZHUWeilZHANGGuobin2(1ChinaAcademyofAerospaceStandardizationandProductAssurance，Beijing100071，China)(2BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing10

3、0094，China)Abstract：Aimingatthequestionofhowtoallocatethesatellitelifetimerequirement，thispaperputsforwardamethodofsatellitelifetimeallocation，basedontheanalysisofsatellitewearoutli—fetime，carryingoutlifetimemodellingprocess，developingaalgorithmoflifetimetargetallocatingbasedonMonteCarlosi

4、mulation．Thismethodimplementsthelifetimetargetallocating，whichsupportstospreadtheuseofsatellitelifetimedesign．Finally，thispaperofferssuggestionswithregardtosatellitelonglifetimedesign．Keywords：satellite；lifetimeallocating；wearoutlifetime；lifetimemodelling；MonteCarlosimula—tiOn1引言寿命是卫星研制的重要

5、技术指标之一。近年来，随着导航、遥感等卫星的发展，用户对卫星寿命指标提出了更高的要求，卫星总体设计及研制技术难度显著增加，例如低轨遥感卫星寿命要求从3年提升至5～8年。在卫星可靠性保证方面，多年来已经形成了较为成熟且行之有效的可靠性保证工作体系，然而不足的是，目前在卫星寿命设计、寿命分析与验证评价等方面尚未形成一套完整、规范的寿命保证体系，特别是在寿命要求方面缺乏对航天器寿命量化设计的约束，如目前工程上仅采用“设计寿命”作为约束卫星寿命设计的指标要求。寿命设计的重要工作之一，是将保障卫星寿命设计的卫星下一级对象(单机产品)的寿命指标合理地分解到单机产品，并按照该分配指标开展

6、单机产品的寿命设计、分析、试验、评估等工作。目前对于卫星寿命指标的收稿日期：2015-06—24；修回日期：2015—09—10作者简介：吴雷，男，工程师，从事航天产品寿命与可靠性评价工作。Email：36252810@qq．com。航天器工程24卷量化分解方法在工程上还缺乏依据，在卫星研制过程中，通常将任务时间作为卫星的寿命要求，如卫星要求8年末期可靠性不低于0．75，则提出卫星寿命要求为8年，且卫星各单机的寿命要求也都为8年，这种做法缺乏理论依据作为支撑，是值得商榷的。本文从卫星寿命要求出发，针对卫星寿命内涵，从确定卫星耗损寿命要求、寿命建模、寿命仿真等几方面，提出一种

7、量化、可操作的寿命指标分配方法，用于更好地指导卫星长寿命设计和验证等工作。2美国GPS和GOES卫星寿命要求2．1GPS卫星寿命要求通过调研，国外卫星系统寿命指标体系较为完善，如美国GPS卫星导航系统发展至今已研制出了几代系列卫星，其寿命设计与验证指标体系如表1所示‘1

8、。表1GPS卫星寿命设计与验证指标体系Table1RequirementsofGPSsatellitelifetimedesignandverification平均任务持续卫星系列设计寿命耗损寿命期望寿命时间(MMD)要求I4．55．O77．85I