潘宇倩 冯文婧 张弓 夏岩

(中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部,北京 100094)

导航卫星服务性能主要由精度、可用性、连续性、完好性指标表征。连续性是指在规定的时间内,空间信号能够持续健康而不出现非计划中断的概率。可用性则可理解为导航星座系统在规定的时间段和规定的精度要求下,提供健康空间信号的时间百分比。空间信号的连续性和可用性都与卫星服务的中断有关。北斗三号全球导航卫星星座系统是一个涉及多学科、多领域技术的复杂系统,需要在恶劣复杂的空间环境中长期飞行,尽管在设计、研制过程中采取了一系列可靠性的措施,但卫星在轨飞行中仍不可避免地发生这样那样的故障,使卫星的健康状况出现突然或逐渐的恶化,导致卫星服务中断。前期在北斗二号工程中虽然设计并实现了一些故障管理功能,但主要集中在平台部件级的故障诊断和恢复,缺乏面向卫星在轨服务性能的、全系统意义上的自主健康管理。本文根据导航卫星在轨长期连续、稳定运行的任务要求,以及非计划中断、空间信号连续性、空间信号可用性等系统指标要求特点,参照同类复杂装备系统健康管理技术的发展和典型应用[1-7],探索了一套适用于导航卫星健康管理系统指标体系构建方法,作为卫星自主健康管理与预测(PHM)系统设计实现和发挥效能的基础,尽量减少卫星故障对导航服务中断次数和中断时间的影响,提升单星连续服务的时间,确保星座系统可用性、连续性等指标满足要求。……