基于有限状态机理论的卫星软错误传播过程建模与仿真方法

    公开(公告)号:CN109408975A

    公开(公告)日:2019-03-01

    申请号:CN201811278464.3

    申请日:2018-10-30

    IPC分类号: G06F17/50

    摘要: 本发明公开了一种基于有限状态机理论的卫星软错误传播过程建模与仿真方法,属于卫星软错误传播建模与仿真技术领域。本发明是基于有限状态机理论,利用图形化工具Stateflow中的状态框图对卫星系统中受软错误影响的每个部件的失效模式及各个部件失效的传播方式进行描述,分为纵向与横向两个传播层次,构成软错误传播模型,通过对软错误传播模型进行仿真,可以直观地观察到软错误的动态传播过程,并得到软错误传播路径。与现有技术相比,本发明可以描述软错误引起的多类失效模式及其失效影响在卫星各层级的传递,并按其失效特点分为不同层级间的纵向传播和同层级间的横向传播,使分析更贴合实际情况,而并非仅依靠工程经验。

    一种导航卫星信号在轨中断频率的分析方法

    公开(公告)号:CN111310337A

    公开(公告)日:2020-06-19

    申请号:CN202010098951.2

    申请日:2020-02-18

    IPC分类号: G06F30/20

    摘要: 本发明提供一种导航卫星信号在轨中断频率分析方法,具体过程为:(1)依次确定可能导致导航信号中断的分系统、组成设备及底事件,所述底事件包括主份/备份设备的故障切机事件和软故障,所述软故障包括两种,一是单粒子敏感器件发生单粒子软错误,一种是软件设计缺陷引起的软错误;(2)根据步骤(1)中分析结果,建立中断树;(3)依据中断树,建立中断频率分析模型,根据各类底事件的发生频率,计算卫星中断频率指标;(4)根据卫星中断频率分析结果,应用于卫星设计初期指标论证、分配和卫星研制末期的指标验证。该方法可应用于卫星设计初期指标论证、分配和卫星研制末期的指标验证。

    一种航天器系统单粒子防护薄弱点的识别方法

    公开(公告)号:CN104820777A

    公开(公告)日:2015-08-05

    申请号:CN201510188483.7

    申请日:2015-04-20

    IPC分类号: G06F19/00

    摘要: 一种航天器系统单粒子防护薄弱点的识别方法,涉及使用了FPGA、DSP等单粒子软错误敏感器件的设备对航天器系统任务或功能影响的评估,以及航天器系统单粒子防护薄弱点的识别。该方法以单粒子软错误发生概率为输入,考察单粒子软错误影响的后果、发生概率和持续时间三个要素,建立了单粒子软错误危害时间模型,实现了对航天器单粒子软错误系统影响的定量评估,并可以据此准确识别出单粒子防护的薄弱点,为后续有效的改进航天器单粒子防护设计提供了依据。

    一种星载FPGA单粒子功能中断率的快速预估方法

    公开(公告)号:CN110568347A

    公开(公告)日:2019-12-13

    申请号:CN201910726753.3

    申请日:2019-08-07

    摘要: 本发明提供一种星载FPGA单粒子功能中断率的快速预估方法,包括如下步骤:计算目标FPGA和已在轨运行的相似FPGA在任务轨道环境条件下、考虑资源使用情况后的单粒子翻转率PM1和PM2,计算结构复杂度系数;利用在轨相似FPGA数据,计算未采取防护措施情况下,目标FPGA在轨由于单粒子软错误导致功能异常的概率PF1;确定目标FPGA采取防护措施后的防护系数βp,计算目标FPGA功能中断率;在目标FPGA功能中断率不满足设计要求时,进行改进,直至目标FPGA功能中断率满足设计要求。本发明对评价航天器系统级功能中断率、快速发现单粒子防护薄弱环节并快速改进设计具有重要意义。

    基于动态可靠性估计的导航卫星星座可用性评估方法

    公开(公告)号:CN106250616A

    公开(公告)日:2016-12-21

    申请号:CN201610615253.9

    申请日:2016-07-29

    IPC分类号: G06F17/50

    CPC分类号: G06F17/5009

    摘要: 本发明公开了基于动态可靠性估计的导航卫星星座可用性评估方法,首先,根据在轨星座的当前运行数据,引入卫星的随机失效、退化失效和消耗失效因素,建立动态可靠性估计模型,基于可靠性估计,获取单星故障率随时间变化曲线;然后,计算星座内M颗卫星中有k颗卫星故障情况下,第n种故障组合的星座故障概率Pk,n(t)和星座固有可用性CVn,k值;最后,根据Pk,n(t)和CVn,k计算导航卫星系统的星座服务可用性随时间变化关系。采用该方法实时预测卫星的在轨可靠性,可获得高精度、高可靠的卫星星座可用性,解决了仅依赖星座构型设计推算星座可用性不准确、不全面的问题,以及不能对星座可用性进行实时评估的问题。

    一种导航卫星信号在轨中断频率的分析方法

    公开(公告)号:CN111310337B

    公开(公告)日:2023-08-29

    申请号:CN202010098951.2

    申请日:2020-02-18

    IPC分类号: G06F30/20

    摘要: 本发明提供一种导航卫星信号在轨中断频率分析方法,具体过程为:(1)依次确定可能导致导航信号中断的分系统、组成设备及底事件,所述底事件包括主份/备份设备的故障切机事件和软故障,所述软故障包括两种,一是单粒子敏感器件发生单粒子软错误,一种是软件设计缺陷引起的软错误;(2)根据步骤(1)中分析结果,建立中断树;(3)依据中断树,建立中断频率分析模型,根据各类底事件的发生频率,计算卫星中断频率指标;(4)根据卫星中断频率分析结果,应用于卫星设计初期指标论证、分配和卫星研制末期的指标验证。该方法可应用于卫星设计初期指标论证、分配和卫星研制末期的指标验证。

    一种星载FPGA单粒子功能中断率的快速预估方法

    公开(公告)号:CN110568347B

    公开(公告)日:2021-11-09

    申请号:CN201910726753.3

    申请日:2019-08-07

    摘要: 本发明提供一种星载FPGA单粒子功能中断率的快速预估方法,包括如下步骤:计算目标FPGA和已在轨运行的相似FPGA在任务轨道环境条件下、考虑资源使用情况后的单粒子翻转率PM1和PM2,计算结构复杂度系数;利用在轨相似FPGA数据,计算未采取防护措施情况下,目标FPGA在轨由于单粒子软错误导致功能异常的概率PF1;确定目标FPGA采取防护措施后的防护系数βp,计算目标FPGA功能中断率;在目标FPGA功能中断率不满足设计要求时,进行改进,直至目标FPGA功能中断率满足设计要求。本发明对评价航天器系统级功能中断率、快速发现单粒子防护薄弱环节并快速改进设计具有重要意义。

    基于动态可靠性估计的导航卫星星座可用性评估方法

    公开(公告)号:CN106250616B

    公开(公告)日:2019-05-24

    申请号:CN201610615253.9

    申请日:2016-07-29

    IPC分类号: G06F17/50

    摘要: 本发明公开了基于动态可靠性估计的导航卫星星座可用性评估方法,首先,根据在轨星座的当前运行数据,引入卫星的随机失效、退化失效和消耗失效因素,建立动态可靠性估计模型,基于可靠性估计,获取单星故障率随时间变化曲线;然后,计算星座内M颗卫星中有k颗卫星故障情况下,第n种故障组合的星座故障概率Pk,n(t)和星座固有可用性CVn,k值;最后,根据Pk,n(t)和CVn,k计算导航卫星系统的星座服务可用性随时间变化关系。采用该方法实时预测卫星的在轨可靠性,可获得高精度、高可靠的卫星星座可用性,解决了仅依赖星座构型设计推算星座可用性不准确、不全面的问题,以及不能对星座可用性进行实时评估的问题。

    一种系统级单粒子效应影响表征参数的评价方法

    公开(公告)号:CN105893664B

    公开(公告)日:2019-01-15

    申请号:CN201610192270.6

    申请日:2016-03-30

    IPC分类号: G06F17/50

    摘要: 本发明公开了一种系统级单粒子效应影响表征参数及评价方法:根据系统功能分析,建立以元器件为底事件的系统功能模型,结合元器件单粒子敏感性分析,建立系统单粒子效应影响功能模型;基于单粒子效应试验数据,计算分析敏感元器件的单粒子事件率,采用故障注入、重离子辐照试验法或系统历史数据分析方法确定系统各层次间单粒子效应影响传递因子;基于单粒子事件的叠加性原理,计算系统单粒子事件率;结合单粒子效应影响中断时间,计算系统单粒子效应危害度和可用性。本发明采用定量的方法表征单粒子效应对系统的影响,并评价系统单粒子效应的影响后果,该方法可用于指导系统级单粒子效应风险的量化控制。

    一种航天器系统单粒子防护薄弱点的识别方法

    公开(公告)号:CN104820777B

    公开(公告)日:2017-04-19

    申请号:CN201510188483.7

    申请日:2015-04-20

    IPC分类号: G06F19/00

    摘要: 一种航天器系统单粒子防护薄弱点的识别方法,涉及使用了FPGA、DSP等单粒子软错误敏感器件的设备对航天器系统任务或功能影响的评估,以及航天器系统单粒子防护薄弱点的识别。该方法以单粒子软错误发生概率为输入,考察单粒子软错误影响的后果、发生概率和持续时间三个要素,建立了单粒子软错误危害时间模型,实现了对航天器单粒子软错误系统影响的定量评估,并可以据此准确识别出单粒子防护的薄弱点,为后续有效的改进航天器单粒子防护设计提供了依据。