航天COTS产品标准化发展的透视与浅析

针对商业货架（COTS）产品在LEO （低地球轨道）卫星上的应用频率越来越高、应用范围越来越广泛的现实情况，简要剖析了航天COTS产品标准化的内涵与外延，介绍了航天COTS产品标准化的实施进展，探索提出了适用于航天COTS产品标准化发展的几点措施与建议，为我国LEO卫星星座建设部署提供一定的参考借鉴。     

美军航天装备作战试验鉴定策略研究及案例分析

航天装备作战试验是装备试验鉴定新形势下的新规定动作,面临极大的难度。文章针对航天装备作战试验的固有特征和客观问题,对近年来美军航天装备作战试验活动实例进行深入分析,总结提炼美军采取的按系统层级螺旋式递进开展作战试验、按系统复杂性分类开展作战试验等多种针对性策略,以及采用的专项开展面向太空威胁表征的试验鉴定资源建设、建模仿真与实装试验相结合等多种举措,旨在为我军航天装备更高效、更有效地开展作战试验进而快速列装提供经验与借鉴。     

基于Pro/E的三维总剂量分析软件实现及其在微小卫星中的应用

微小卫星基于成本和重量的考虑使用了大量COTS(commercial off-the-shelf,商用货架产品)器件。总剂量效应是制约COTS器件航天应用的主要因素之一。为了更加准确地计算COTS器件的辐射剂量,避免过设计,采用Pro/E二次开发技术自主开发了三维总剂量分析软件。与商业软件Space Radiation在简单模型上进行了对比验证,结果表明自研软件计算结果可信。采用自研软件对在研的型号开展三维总剂量分析,降低了对总剂量敏感器件的抗总剂量要求,减小了屏蔽厚度。     

航天装备试验鉴定案例分析——天基红外系统

针对航天装备复杂程度高、研制周期长、试验鉴定难度大的现实问题,美军经过多年探索,逐步建立起了一套完整的航天装备试验鉴定体系.文章以美军天基红外系统的试验鉴定工作为研究案例,对其试验鉴定程序、研制鉴定试验、作战鉴定试验等工作进行梳理,以期为中国航天装备试验鉴定工作提供有益借鉴.     

航天装备试验鉴定体系建设分析与研究

<正>航天装备试验鉴定是航天装备研制流程的重要组成部分。航天装备试验鉴定是指为了获取、核实和提供航天装备研制进展、作战效能、体系贡献度(率)、作战适用性或作战生存性等决策数据,针对被试系统或部件所采取的步骤或行动,并对获取数据进行分析以提供相关决策信息的过程。通过航天装备试验鉴定不仅可以完成既定的决策目标,还可对航天装备在作战使用中可能存在的缺陷和隐患进行完善     

基于无人机的测控天线试验鉴定方法

随着航天装备的快速发展,航天测控装备试验鉴定对试验条件的要求也不断提高.无人机作为重要的配试设备,在装备性能鉴定、测控设备标校、复杂战场环境模拟和通信中继等方面发挥着越来越重要的作用.本文设计了地基装备试验鉴定评估系统,探讨了基于无人机平台的测控设备试验鉴定系统的组成、工作原理及鉴定方法,并对基于无人机平台搭载的多基线测量方法进行了精度分析.结果表明,基于无人机平台的试验鉴定系统能够为测控设备的精度鉴定提供高精度标准数据,具有实际应用前景.     

国外商用现货技术在空间任务中的发展与应用

随着微电子、微机械和新材料等技术的飞速发展以及空间任务对高性能、低成本、短研制周期需求的日益增强,现有宇航级技术和产品逐渐无法适应上述变化,使得在空间任务中发展与应用商用现货(COTS)技术成为可能。美国、日本、欧洲等航天发达国家和地区率先开展了COTS技术研究与应用实践,积累了丰富经验,值得其他航天国家学习与借鉴。     

航天产品工艺装备模块化研究

概述了“三化”在航天产品工艺装备中的作用。并通过对航天产品主要生产单位工艺装备“三化”现状的调查,分析了工艺装备实现“三化” 的必要性和可能性,研究了工艺装备模块化设计的含义、特点、程序以及工装模块建立原则等问题,同时对航天产品研制、生产中工艺装备“三化” 的工作方向和管理办法提出了参考性意见。     

一种针对COTS产品的板级总剂量试验方法

总剂量效应是制约COTS产品空间应用的重要因素之一。为了快速验证COTS产品能否满足低轨微小卫星的抗总剂量要求,文章提出一种板级总剂量试验方法,可以在单次试验中对整块电路板或整个设备进行总剂量试验,快速获得COTS产品的抗总剂量能力,从而大幅度提高总剂量试验的效率。将该方法应用到低轨微小卫星的研制过程中,可大大降低COTS产品总剂量效应地面试验验证的时间成本,且截至目前经验证的COTS产品在轨未出现因总剂量效应而产生的异常。     

智能手机商用货架技术在低成本卫星中的应用前景

文章研究的目的是针对目前智能手机技术的飞速发展，开展智能手机商用货架技术在低成本卫星上的应用前景研究。结合目前美国宇航局和英国萨瑞公司先后发射的手机卫星，将手机相关先进技术应用到航天任务中，开展了智能手机中央处理器技术、数字射频技术、导航芯片和能源管理技术等最新进展调研，并与当前航天使用的相关技术进行对比，对其在卫星上的应用前景进行了分析。通过分析得出结论：开展智能手机先进技术在卫星上的应用，重点要突破智能手机商用货架技术在卫星上的应用研究。通过对合格的商用货架器件进行进一步的评价筛选，开展热真空温度环境测试、寿命试验、结构分析、抗辐照评估后，确定该器件能否适用于空间卫星研制。最终得出研究结论：智能手机使用的商用货架技术在低成本卫星上的应用，对于提高卫星产品的技术水平具有重要的创新意义。     

一种基于COTS器件的SiP微系统的抗总剂量效应加固设计与试验评估

总剂量效应是制约COTS器件空间应用的主要因素之一。为满足空间应用对电子系统高性能、小型化及抗辐射的需求,对一种基于COTS器件的SiP微系统的抗总剂量效应加固方案进行设计,采用模型分析与地面试验结合的方法对微系统的抗总剂量辐射能力进行评估。该评估方法将微系统作为设备与器件的一种结合体,先按照设备进行整体模型评估,后按照器件进行试验评估,提高了评估的效率,具有较强的工程实用价值。60Co γ射线辐照试验结果表明:加固后SiP微系统的抗总剂量能力不低于150 krad(Si),可以满足相关任务应用需要。该微系统的抗总剂量效应加固设计和总剂量效应评估方法可为相关微系统研制提供参考。     

文献《Validation of commercial fiber optic components for aerospace environments》点评

文章是对一篇SPIE会议文献《用于太空环境的商业光纤器件地面验证方法》的点评。介绍了商业光纤部件从市场采购到准备作为太空飞行部件使用前,在空间环境作用（包括真空、热、振动、辐射）下的地面工艺性合格鉴定试验技术。这项技术由NASA哥达德空间飞行中心（GSFC）创立并命名为“工艺技术有效性保证法”,该项技术还包括如何建立商用光纤产品制造工艺性合格鉴定试验验收标准或准则方面的内容。“点评”还针对文献中3个实例之一“水星激光高度仪”试验件的热与振动环境试验规范、试验夹具等重要试验技术信息进行详细介绍。     

空间环境下COTS计算机的抗SEU容错体系结构设计

针对空间辐射环境下的单粒子翻转效应,结合COTS器件的特点,介绍了一种空间环境下COTS计算机的嵌入式解决方案,并结合应用的要求给出了抗SEU容错体系结构的设计方案—基于COTS器件的多级容错结构。文章分别从芯片级、模块级和系统级3个容错粒度展现了空间计算机容错体系结构的设计思路,最后还利用了混联模型分析并计算了系统的可靠度指标。     

COTS处理器单粒子效应检测系统设计

商用现货（COTS）处理器应用于星载计算机主控制器前须经过地面单粒子效应试验验证。与同等价位的宇航级处理器相比,COTS处理器具有集成度高、功能复杂、接口丰富的特点,需要为其定制化设计单粒子效应试验测试系统。文章针对COTS处理器的片内存储器、寄存器数量万倍于宇航级处理器以及接口功能更加丰富的特点,确定单粒子锁定（SEL）测试、存储器翻转测试、寄存器翻转测试、典型指令集测试和接口功能测试作为试验测试项;并提出一套单粒子效应试验测试系统方案,实现了对被测处理器的各路供电电流、存储器、寄存器和外部接口功能的有效测试和监控。     

面向低成本微纳卫星的快速试验体系研究

文章结合微纳卫星典型特点,分析了由此带来的试验新需求;对比传统卫星试验标准和即将发布的国外微纳卫星试验标准草案,提出在充分继承传统卫星试验技术成果基础上,针对国内微纳卫星发展现状,兼顾灵活性和COTS(commercial off-the-shelf)产品可靠性保证需求,构建国内微纳卫星快速试验体系的总体思路。     

商用ADSP-21060L总剂量辐照试验与分析

空间太阳望远镜(SST)设计采用多片商用数字信号处理器ADSP-21060L组成处理阵列,以完成在轨海量数据处理任务。其中商用ADSP-21060L片内资源丰富、结构复杂,其耐受总剂量辐射的能力是设计的关键指标。提出采用基于工程应用状态下的在线实时监测性能和参数的总剂量辐照试验方法;设计并完成5个样品芯片的总剂量辐照试验。试验结果表明该款芯片在总剂量大于20krad(Si)时功能失效,试验方案可行,试验数据可以作为其它星载计算机的设计参考。     

装备试验评估中的变动统计问题与方法

随着装备性能的提高和试验过程的复杂化,变动统计问题逐渐成为装备试验评估领域中亟待解决的重要问题,需要融合不同阶段、不同来源的异总体试验数据对产品研制、生产、使用过程中的性能变化过程进行恰当的建模与评估。首先分析了变动统计问题的主要特征,并简要回顾了变动统计问题在装备质量与性能指标评估领域中的研究历程。针对变动统计问题所面临的主要研究对象,分析了其中需要解决的若干关键问题。通过与其他几个相关研究领域的比较,提出了变动统计的基本内涵。最后,归纳提出了基本的变动统计方法：基于约束关系的多总体融合估计、基于线性模型的变动总体建模与预测和基于Bayes方法的多源验前信息融合,并对各类方法的特点与前景进行了讨论与展望。
     

空间推进系统产品贮存寿命评估之加速老化试验方法

应用加速老化试验方法对空间推进系统产品贮存性能进行评估,首先基于空间推进系统产品的结构组成,开展各部组件的贮存性能分析,确定非金属材料部组件为该系统的薄弱环节;然后依据非金属材料的加速老化试验结果,确定空间推进系统组件级、系统级加速贮存试验条件;最终综合相关试验结果,得出全系统产品贮存寿命的评估结论。     

甚小型卫星发展综述

介绍了立方星(CubeSat)、片上卫星(SpaceChip)、印制电路板卫星(PCBSat)、多芯片组件卫星(MCMSat)4种甚小型卫星的发展情况和技术特点。CubeSat技术最为成熟,已发射多颗此类卫星,但体积固定,成本较高;SpaceChip是卫星小型化的最终目标,它成本最低,集成度最高,体积最小,但通信距离较短;PCBSat的成本和性能居中,设计复杂度低,且元器件有商用现货供应,但功耗较大;MCMSat综合了PCBSat和SpaceChip的技术特点,技术复杂。我国甚小型卫星可选择优先发展PCBSat;重点突破商用现货元器件的筛选,以及空间应用技术、一体化姿态控制技术、新型微推进技术、轻型高效的蓄电池和太阳电池技术等。     

一种通用小型弹载图像遥测设备设计

弹载遥测设备是导弹研制阶段的重要参数测量设备,中小型导弹通常给遥测设备可使用空间比较狭小。目前,国内某小型导弹遥测设备指标提出了10 Mbps码率、能支持红外图像传输以及支持波道表在线可编程的要求,传统遥测产品的设计方案无法解决遥测设备体积小和功能全的突出矛盾。利用软件无线电的设计思想,采用AD9361和FPGA的硬件架构,使用了软件在线可编程技术、GMSK先进调制技术、基于FPGA的JPEG2000图像压缩技术和对称赋形天线技术,实现了一款集成度高、可靠性好、通用经济的先进弹载图像遥测设备。通过测试试验表明,弹载遥测设备简化了以往复杂的硬件设计,有效降低了弹载遥测设备的体积、重量和功耗,高集成度提高了产品可靠性,而且具备可重构能力,提高了弹载遥测设备的通用性和试验效率,有利于降低研发成本。