技术摘要：
本发明公开了一种任务健康和风险健康耦合的卫星健康度评估方法，所述方法包括：确定卫星需要执行的各个任务；确定卫星执行每个任务时的卫星层级的功能结构框图，所述卫星层级的功能结构框图包括多个分系统；利用卫星执行每个任务时的卫星层级的功能结构框图和每个分系  全部
背景技术：
由于卫星结构复杂，工作环境恶劣，其在发射乃至在轨运行中很容易发生故障，导 致任务失败，而卫星造价高昂，其发射成本与维修成本也十分巨大，所以在发射前或运行中 评估卫星的健康状态以及任务完成能力，对于提高任务成功率，节约费用具有重要意义。 在卫星系统中，单机的健康状态往往可以通过遥测参数来直接获得，但是对于卫 星的整体健康状态以及卫星整体完成任务的能力以及承担任务失败的能力缺乏适宜的计 算方法以及准确的表达方式。 现有技术：本发明接近的现有技术是《一种航天器综合能力评估方法》，公开了一 种航天器综合能力评估方法，用于解决航天器能力表达不直观，无法在其应用规划中提供 最直接有效的决策信息的问题，引入了健康状态与风险状态作为重要的评估关键的输入因 子，在此基础上从载荷性能和平台性能两个方面评估单星综合能力值。该方法结合了健康 状态与风险状态两个维度对卫星的健康状态进行评估，通过融合健康因子与风险因子对整 体进行评价，但是该发明未考虑卫星部件的层级结构关系，只考虑的卫星的载荷与平台，未 对卫星自身部件之间的典型结构关系建立针对性的计算方法，同时在健康与风险两个维度 上并没有提出更为准确的计算方式。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种任务健康和风险健康耦合的卫星健康度评估方法，实现卫 星各层级的健康评估。 本发明实施例提供一种任务健康和风险健康耦合的卫星健康度评估方法，所述方 法包括： 确定卫星需要执行的各个任务； 确定卫星执行每个任务时的卫星层级的功能结构框图，所述卫星层级的功能结构 框图包括多个分系统； 利用卫星执行每个任务时的卫星层级的功能结构框图和每个分系统的任务健康 度，对每个任务的卫星层级的任务健康度和风险健康度进行评估； 对各个任务的卫星层级的任务健康度和风险健康度分别进行加权和累加处理，得 到卫星任务健康度和卫星风险健康度。 优选地，所述每个分系统的任务健康度是每个分系统完成每个任务的能力度量 值；所述每个任务的卫星层级的任务健康度是卫星完成每个任务的能力度量值；所述每个 任务的卫星层级的风险健康度是卫星能够承受每个任务执行过程中的风险的能力度量值； 所述卫星任务健康度是卫星完成各个任务的综合能力度量值；所述卫星风险健康度是卫星 6 CN 111553059 A 说　明　书 2/17 页 能够承受各个任务执行过程中的风险的综合能力度量值。 优选地，所述利用卫星执行每个任务时的卫星层级的功能结构框图和每个分系统 的任务健康度，对每个任务的卫星层级的任务健康度和风险健康度进行评估包括： 对于卫星需要执行的任意一个任务，确定卫星层级的功能结构框图中包括的每个 分系统的任务健康度； 根据所述卫星层级的功能结构框图包括的多个分系统之间的连接结构以及每个 分系统的任务健康度，确定每个任务的卫星层级的任务健康度和风险健康度。 优选地，每个分系统包括一个或多个单机，所述确定卫星层级的功能结构框图中 包括的每个分系统的任务健康度包括： 对于所述卫星层级的功能结构框图中的任意一个分系统，获取所述分系统中包括 的每个单机的任务健康度； 若所述分系统包括一个单机，则将所述单机的任务健康度作为所述分系统的任务 健康度； 若所述分系统包括多个单机，则根据所述分系统包括的多个单机之间的连接方式 以及每个单机的任务健康度，确定所述分系统的任务健康度。 优选地，所述每个单机的任务健康度是每个单机完成每个任务的能力度量值。 优选地，所述根据所述分系统包括的多个单机之间的连接方式以及每个单机的任 务健康度，确定所述分系统的任务健康度包括： 若所述分系统包括的多个单机以串联方式连接，则该分系统的任务健康度通过以 下公式确定： 其中，hsubsystem为分系统的任务健康度；n为分系统中单机的个数； 为分系统 中第i个单机的任务健康度； 若所述分系统包括的多个单机以并联方式连接，则该分系统的任务健康度通过以 下公式确定： 其中，hsubsystem为分系统的任务健康度；n为分系统中单机的个数； 为分系统 中第i个单机的任务健康度； 若所述分系统包括的多个单机以冷备方式连接，则该分系统的任务健康度通过以 下公式确定： 其中，hsubsystem为分系统的任务健康度；n为该分系统中冗余单机的个数，其中1个 7 CN 111553059 A 说　明　书 3/17 页 主份单机和n-1个冷份单机； 和 分别为主份单机和各冷份单机的任务健康度； 若所述分系统包括的多个单机以串联、并联、冷备中的至少两种方式连接，则根据 连接方式对应的公式以及该分系统中每个单机的任务健康度，确定该分系统的任务健康 度。 优选地，所述方法还包括： 确定卫星层级的功能结构框图中包括的每个分系统的风险健康度，其包括： 对于所述卫星层级的功能结构框图中的任意一个分系统，若所述分系统包括一个 单机，则将所述单机的任务健康度作为所述分系统的风险健康度； 若所述分系统包括多个单机，则根据所述分系统包括的多个单机之间的连接方式 以及每个单机的任务健康度，确定所述分系统的风险健康度。 优选地，所述根据所述分系统包括的多个单机之间的连接方式以及每个单机的任 务健康度，确定所述分系统的风险健康度包括： 若所述分系统包括的多个单机以串联方式连接，则该分系统的风险健康度通过以 下公式确定： 其中，rhs u bsys tem为分系统的风险健康度；n为该分系统中串联单机的个数； rhsubsystem(0)为该分系统的初始风险健康度；βi为第i个单机的权重； 为第i个单机的任 务健康度； 若所述分系统包括的多个单机以并联方式连接，则该分系统的风险健康度通过以 下公式确定： 其中，rhsubsystem为分系统的风险健康度；e为自然对数，α为常系数；rhsubsystem(0)为 该分系统的初始风险健康度；n为该分系统中并联或冗余热备单机的个数；βi为第i个单机 的权重； 为第i个单机的任务健康度； 若所述分系统包括的多个单机以冷备方式连接，则该分系统的风险健康度通过以 下公式确定： 其中，rhsubsystem为分系统的风险健康度；α为常系数；rhsubsystem(0)为该分系统的初 始风险健康度；n为该分系统中冗余单机的个数，其中，其中1个主份单机和n-1个冷份单机； β1和β2～βm分别为主份单机和各冷份单机的权重； 为第i个单机的任务健康度； 若所述分系统包括的多个单机以串联、并联、冷备中的至少两种方式连接，则根据 连接方式对应的公式以及该分系统中每个单机的任务健康度，确定该分系统的风险健康 度。 8 CN 111553059 A 说　明　书 4/17 页 优选地，所述根据所述卫星层级的功能结构框图包括的多个分系统之间的连接结 构以及每个分系统的任务健康度，确定每个任务的卫星层级的任务健康度和风险健康度包 括： 若所述多个分系统以串联方式连接，则每个任务的卫星层级的任务健康度和风险 健康度分别通过以下公式确定： 其中，hksatellite和 分别为第k个任务下的卫星任务健康度和卫星风险健康 度；m为第k个任务的卫星层级的功能结构框图中分系统的个数； 为第i个分系统的任 务健康度；rhsatellite(0)为卫星初始风险健康度；βi为第i个分系统的权重； 若所述多个分系统以并联方式连接，则每个任务的卫星层级的任务健康度和风险 健康度分别通过以下公式确定： 其中，hk ksatellite和rh satellite分别为第k个任务下的卫星任务健康度和卫星风险健 康度；m为第k个任务的卫星层级的功能结构框图中分系统的个数； 为第i个分系统的 任务健康度；α为常系数；rhsatellite(0)为卫星初始风险健康度；βi为第i个分系统的权重； 若所述多个分系统以冷备方式连接，则每个任务的卫星层级的任务健康度和风险 健康度分别通过以下公式确定： 其中，hk ksatellite和rh satellite分别为第k个任务下的卫星任务健康度和卫星风险健 康度；m为第k个任务的卫星层级的功能结构框图中分系统的个数，其中1个主份分系统和n- 1个冷份分系统； 为第i个分系统的任务健康度； 和 分别为 主份分系统和各冷份分系统的任务健康度；α为常系数；rhsatellite(0)为卫星初始风险健康 度；β1和β2～βm分别为主份分系统和各冷份分系统的权重。 优选地，所述对各个任务的卫星层级的任务健康度和风险健康度分别进行加权和 累加处理，得到卫星任务健康度和卫星风险健康度，通过以下公式实现： 9 CN 111553059 A 说　明　书 5/17 页 其中，h和rh分别为卫星任务健康度和卫星风险健康度；p为卫星需要执行的任务 个数；ak为第k个任务在所有任务中的权重； 和 分别为第k个任务的卫星层级 的任务健康度和风险健康度。 本发明提供的基于任务健康度与风险健康度耦合的卫星健康度计算方法，结合卫 星的层级结构关系，提出不同典型结构的健康度计算方法，综合考虑各个层级的任务完成 能力与承受风险的能力，更加准确的计算出多维度的健康度评估结果。 附图说明 图1是本发明实施例提供的一种任务健康和风险健康耦合的卫星健康度评估方法 的第一流程示意图； 图2是是本发明实施例提供的一种任务健康和风险健康耦合的卫星健康度评估方 法的第二流程示意图； 图3是本发明实施例提供的单机并联结构图； 图4是本发明实施例提供的单机串联结构图； 图5是本发明实施例提供的单机冷备结构图； 图6是本发明实施例提供的分系统并联结构图； 图7是本发明实施例提供的分系统串联结构图； 图8是本发明实施例提供的分系统冷备结构图； 图9是本发明实施例提供的卫星完成任务1的层级结构示意图。