[发明专利]一种航天器个体在轨空间辐射环境耐受健康度评估及预测方法

说明书

本发明提供一种航天器个体在轨空间辐射环境耐受健康度评估及预测方法，过程为：从航天器遥测数据中提取由空间辐射环境引起的异常数据，构建典型轨道上疑似空间辐射环境引起的异常数据集；选取典型轨道的多个航天器共性的异常数据集，将异常数据转换成为异常率数据，并利用时标与对应的空间环境数据构建广义线性相关模型；以异常数据集Ysubgt;0/subgt;为训练数据集，相应的空间环境数据进行归一化处理，对于异常的表征采用Sigmoid函数，通过回归获得对应的参数因子；利用所确定的广义线性相关模型，根据空间环境因素对航天器个体在轨空间辐射环境耐受健康度评估及预测。本发明确保其能够满足在轨航天器异常现象分析及与空间环境风险预报等需求。

技术领域

本发明涉及一种航天器个体在轨空间辐射环境耐受健康度评估及预测方法，属于航天器空间环境效应在轨分析及数据处理技术领域。

背景技术

航天器在轨会受到空间环境的影响，空间辐射环境会导致航天器产生静电放电、单粒子、总剂量等效应，影响航天器的在轨工作运行。为了对在轨航天器由于空间辐射引起的异常影响进行识别及预警，就需要利用已有的航天器在轨异常数据结合航天器所处的空间环境开展数据分析，目前主要的数据分析手段主要包括：

(1)通过时标直接对应航天器异常数据前后的空间环境，判别其是否发生异常，此方法较为常用但效果不理想；

(2)仅基于时标对齐并针对航天器异常的二元化表征和空间环境数据构建关联性，此方法相对具有普适性，但评估和预测结果准确率较低；

(3)对个别显著异常事件发生前后的空间环境波动进行详细分析，此方法具有一定的局限性；

虽然目前有一定的数据分析方法，然而实际情况下由于航天器设计上的认知不确定因素的复杂性(包括材料选用、材料特性的均匀性、结构加工、人工操作工艺重复性等)，每个航天器的个体都对同样空间辐射环境有着一定的差异性表现。目前现有的方法无法针对这些航天器个体差异进行分析，难以表征其量化特性，即航天器个体对于空间环境耐受的健康度。

因此，为了确保航天器在轨的空间环境影响分析和长期管理，必须提出更为有效，准确，可表征航天器个体的空间辐射环境耐受的健康评估和预测方法，满足在轨航天器异常现象分析及与空间环境风险预报等需求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种航天器个体在轨空间辐射环境耐受健康度评估及预测方法，从而确保其能够满足在轨航天器异常现象分析及与空间环境风险预报等需求。

本发明的技术解决方案是：

一种航天器个体在轨空间辐射环境耐受健康度评估及预测方法，具体过程为：

(1)从航天器遥测数据中提取由空间辐射环境引起的异常数据，构建典型轨道上疑似空间辐射环境引起的异常数据集Y₀；

(2)选取典型轨道的多个航天器共性的异常数据集，将异常数据转换成为异常率数据，并利用时标与对应的空间环境数据构建广义线性相关模型Z＝W^TX+B；其中，X表示空间环境因素，Z表示异常数据，W和B表示参数因子；

(3)以所述异常数据集Y₀为训练数据集，相应的空间环境数据进行归一化处理，对于异常的表征采用Sigmoid函数

Y＝σ(z)＝1/(1+e^-z)

通过回归获得对应的参数因子W和B，以构建环境因素X与预测异常Y的关系性符合给出的在轨异常数据Y₀与环境因素X的实际关键特性；

(4)利用步骤三获得的参数因子W和B所确定的广义线性相关模型，根据空间环境因素对航天器个体在轨空间辐射环境耐受健康度评估及预测。

进一步地，本发明所述步骤(3)的具体过程为：