CN113011859A - 卫星发射场的测试项目确定方法、装置和电子设备 - Google Patents

卫星发射场的测试项目确定方法、装置和电子设备 Download PDF

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CN113011859A CN202110545151.5A CN202110545151A CN113011859A CN 113011859 A CN113011859 A CN 113011859A CN 202110545151 A CN202110545151 A CN 202110545151A CN 113011859 A CN113011859 A CN 113011859A
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Abstract

本发明提供了一种卫星发射场的测试项目确定方法、装置和电子设备，包括：根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个测试项目的测试时间、测试必要度和未采用所述测试项目的风险指数；基于得到的每个测试项目的数据和预设的约束条件，从多个测试项目中选取目标项目，以使目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小。本发明可以在约束卫星测试任务的总测试时间和测试必要度的情况下，由电子设备自动从预设的多个测试项目中选取出能够保证卫星测试任务的风险指数最小的目标项目，从而可以减少由于测试项目的减少带来的风险，同时也提高了卫星发射场选取卫星测试项目的合理性，使得用户可根据需求选取合适的测试项目。

Description

卫星发射场的测试项目确定方法、装置和电子设备
技术领域
本发明涉及卫星发射场测试技术领域，尤其是涉及一种卫星发射场的测试项目确定方法、装置和电子设备。
背景技术
卫星在发射场的测试发射工作是一个庞大的系统工程，期间进行的每个试验项目都需要提前计划、现场调度才能确保卫星发射工作的圆满完成。
相关技术中，对卫星在发射场的试验项目的设置与剪裁完全根据试验单位的历史经验，没有规律可循，不利于卫星、运载火箭试验项目在发射场的规范化实施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卫星发射场的测试项目确定方法、装置和电子设备，以提高合理化设置卫星发射场的测试项目，从而利于卫星、运载火箭试验项目在发射场的规范化实施。
第一方面，本发明提供了一种卫星发射场的测试项目确定方法，该方法应用于电子设备；该方法包括：根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个测试项目的测试时间、测试必要度和未采用所述测试项目的风险指数；基于每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数，以及预设的约束条件，从多个测试项目中选取目标项目，以使目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小；其中，该约束条件包括：卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间小于或者等于第一预设阈值，且卫星测试任务中的目标项目对应的测试必要度之和大于或者等于第二预设阈值；上述约束条件采用下述算式表示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 481971DEST_PATH_IMAGE002
其中，Q表示多个测试项目的总数；m j 表示多个测试项目中第j个测试项目的测试必要度；M表示第二预设阈值；x j 表示第j个测试项目是否为目标项目，如果是，x j =1，否则x j =0；f(t,x)示卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间；T表示第一预设阈值；上述多个测试项目包括在运输进场阶段、测试准备阶段、卫星技术区域测试阶段、推进剂加注阶段、星箭联合操作阶段和卫星发射区测试阶段依次执行的测试项目；其中，运输进场阶段包括：并行执行的运输振动检测和运输环境温度压力检测；测试准备阶段包括：串行执行的整星检漏和卫星外观检查；卫星技术区域测试阶段包括：串行执行的供配电分系统测试、测控分系统测试、数据管理分系统测试、数传分系统测试、控制推进分系统测试、热控分系统测试、机构与结构分系统检查和载荷指令遍历，以及同步执行的天线展开及转动试验、火工品测试，之后执行的模拟飞行试验；还包括在卫星技术区测试期间持续进行厂房环境检测；推进剂加注阶段包括：并行执行的加注质量与质心测试和推进剂泄露监测；星箭联合操作阶段包括：星箭对接匹配性测试、以及并行执行的转场运输振动测试和转场运输环境检测；卫星发射区测试阶段包括：并行执行的发射区电性能测试和发射区电磁兼容测试，串行执行的卫星模拟发射日测试、射前蓄电池充电测试和射前状态检查，以及在卫星发射区测试期间持续进行的整流罩内环境监测。
在可选的实施方式中，上述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数通过下述算式计算得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中，R表示卫星测试任务的风险指数，N表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目的总数;r i 表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目中的第i个测试项目的风险指数。
在可选的实施方式中，上述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数通过下述算式计算得到：
Figure 821203DEST_PATH_IMAGE004
其中，R表示卫星测试任务的风险指数，N表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的所述目标项目之外的测试项目的总数；r i 表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目中的第i个测试项目的风险指数；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示预设的常数；Q 表示多个测试项目的总数；(Q-N)表示目标项目的总数。
在可选的实施方式中，上述基于每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数，以及预设的约束条件，从多个测试项目中选取目标项目，以使目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小的步骤，包括：采用穷举法，根据约束条件，以及每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数，从多个测试项目中确定进行卫星测试任务风险指数最小的目标项目。
在可选的实施方式中，上述卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间通过下述方式确定：根据目标项目之间的串联执行、并联执行和执行顺序，以及每个目标项目对应的测试时间，确定卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间。
在可选的实施方式中，上述统计数据包括预设数量的调查表中每个测试项目的测试时间和测试必要度，以及历史数据中指定数量的卫星测试发射流程中每个测试项目出现异常的概率；上述根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个测试项目的测试时间、测试必要度和未采用测试项目的风险指数的步骤，包括：通过下述算式计算每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数：
Figure 111370DEST_PATH_IMAGE006
Figure DEST_PATH_IMAGE007
Figure 991601DEST_PATH_IMAGE008
其中，m a 表示多个测试项目中第a个测试项目的测试必要度，B表示调查表的总数，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示第a个测试项目在第b份调查表中的测试必要度；t a 表示多个测试项目中第a个测试项目的测试时间，
Figure 101640DEST_PATH_IMAGE010
表示第a个测试项目在第b份调查表中的测试时间；r a 表示多个测试项目中第a个测试项目的风险指数，K表示指定数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
表示第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中出现异常的情况，如果第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中出现异常，
Figure 224054DEST_PATH_IMAGE012
取值为1，如果第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中未出现异常，
Figure 227782DEST_PATH_IMAGE013
取值为0。
第二方面，本发明提供了一种卫星发射场的测试项目确定装置，该装置设置于电子设备；该装置包括：数据获取模块，用于根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个测试项目的测试时间、测试必要度和未采用所述测试项目的风险指数；项目确定模块，用于基于每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数，以及预设的约束条件，从多个测试项目中选取目标项目，以使目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小；其中，该约束条件包括：卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间小于或者等于第一预设阈值，且卫星测试任务中的目标项目对应的测试必要度之和大于或者等于第二预设阈值；上述约束条件采用下述算式表示：
Figure 747756DEST_PATH_IMAGE014
其中，Q表示多个测试项目的总数；m j 表示多个测试项目中第j个测试项目的测试必要度；M表示第二预设阈值；x j 表示第j个测试项目是否为目标项目，如果是，x j =1，否则x j =0；f(t,x)示卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间；T表示第一预设阈值；上述多个测试项目包括在运输进场阶段、测试准备阶段、卫星技术区域测试阶段、推进剂加注阶段、星箭联合操作阶段和卫星发射区测试阶段依次执行的测试项目；其中，运输进场阶段包括：并行执行的运输振动检测和运输环境温度压力检测；测试准备阶段包括：串行执行的整星检漏和卫星外观检查；卫星技术区域测试阶段包括：串行执行的供配电分系统测试、测控分系统测试、数据管理分系统测试、数传分系统测试、控制推进分系统测试、热控分系统测试、机构与结构分系统检查和载荷指令遍历，以及同步执行的天线展开及转动试验、火工品测试，之后执行的模拟飞行试验；还包括在卫星技术区测试期间持续进行厂房环境检测；推进剂加注阶段包括：并行执行的加注质量与质心测试和推进剂泄露监测；星箭联合操作阶段包括：星箭对接匹配性测试、以及并行执行的转场运输振动测试和转场运输环境检测；卫星发射区测试阶段包括：并行执行的发射区电性能测试和发射区电磁兼容测试，串行执行的卫星模拟发射日测试、射前蓄电池充电测试和射前状态检查，以及在卫星发射区测试期间持续进行的整流罩内环境监测。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器，该存储器存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，该处理器执行机器可执行指令以实现上述卫星发射场的测试项目确定方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明提供的一种卫星发射场的测试项目确定方法、装置和电子设备，首先根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个测试项目的测试时间、测试必要度和未采用测试项目的风险指数；然后基于得到的数据和预设的约束条件，从多个测试项目中选取目标项目，以使目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小，该约束条件包括：卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间小于或者等于第一预设阈值，且卫星测试任务中的目标项目对应的测试必要度之和大于或者等于第二预设阈值。本发明可以在约束卫星测试任务的总测试时间和测试必要度的情况下，由电子设备自动从预设的多个测试项目中选取出能够保证卫星测试任务的风险指数最小的目标项目，从而可减少由于测试项目的减少带来的风险，同时也提高了卫星发射场选取卫星测试项目的合理性，使得用户可根据需求选取合适的测试项目。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种卫星发射场的测试项目确定方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种卫星发射场的测试项目确定方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的本实施例提供的每个阶段依次串并行开展的测试项目；
图4为本发明实施例提供的一种卫星测试任务的风险指数最小时测试项目的确定结果图；
图5为本发明实施例提供的另一种卫星测试任务的风险指数最小时测试项目的确定结果图；
图6为本发明实施例提供的另一种卫星测试任务的风险指数最小时测试项目的确定结果图；
图7为本发明实施例提供的另一种卫星测试任务的风险指数最小时测试项目的确定结果图
图8为本发明实施例提供的一种卫星发射场的测试项目确定装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
航天事业持续快速发展，进入空间的能力大幅提升，火箭运载能力进入国际先进行列。空间技术研究院发射第一个100颗卫星，耗时将近46 年；第二个100 颗卫星耗时6年；而第三个100颗卫星耗时仅仅3 年，航天卫星发射任务周期从平均60天逐渐缩减到20天，航天高密度发射日渐成为各个卫星发射场的新常态，如何在发射场合理的设置剪裁卫星性能的测试项目，成功发射更多卫星成为亟待解决的关键问题。
基于上述问题，本发明实施例提供了一种卫星发射场的测试项目确定方法，该方法可以应用于各种卫星在发射场的测试场景中。为了便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种卫星发射场的测试项目确定方法进行详细介绍，如图1所示，该方法包括如下具体步骤：
步骤S102，根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个测试项目的测试时间、测试必要度和未采用该测试项目的风险指数。
在具体实现时，上述预设的多个测试项目是用户根据卫星发射场的测试流程设置的测试项目，也即是卫星发射场的多个测试项目是用户提前设置好的，而且，测试项目之间可以是并行执行的，也可以是串行执行的。每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数可以是通过对统计数据的处理得到，其中，该统计数据中包含有通过设计调查问卷、收集发射场历史数据，并邀请卫星发射场、卫星研制厂所专家对各个目标项目的相关情况进行打分得到的数据。
上述测试时间通常是指在卫星发射场开展测试的工作时间，测试期间的休息时间不计算入内，可以以小时或者分钟为单位进行统计。上述测试必要度通常是指测试项目对卫星发射场测试的重要性。上述风险指数通常是指本次卫星发射场试验未采用该测试项目产生风险的概率值。
在具体实现时，不同载荷、不同轨道和不同复杂程度的卫星，发射场地面测试发射流程不尽相同，但总体上可概括为六个阶段：运输进场阶段、测试准备阶段、卫星技术区域测试阶段、推进剂加注阶段、星箭联合操作阶段和卫星发射区测试阶段。上述多个测试项目为在上述六个阶段中依次执行的测试项目，如图3所示为本实施例提供的每个阶段依次串并行开展的测试项目。
图3中的运输进场阶段通常是指卫星包装箱从机场卸机，通过公路运输进入卫星测试厂房，该阶段包括的测试项目为：并行执行的运输振动检测T1和运输环境温度压力检测T2。测试准备阶段指从卫星检漏、厂房测试设备以及工装就位、卫星测试设备联调、卫星出包装箱的全过程，该阶段包括的测试项目为：串行执行的整星检漏T3和卫星外观检查T4。上述卫星技术区域测试阶段的测试项目包括：串行执行的供配电分系统测试T5、测控分系统测试T6、数据管理分系统测试T7、数传分系统测试T8、控制推进分系统测试T9、热控分系统测试T10、机构与结构分系统检查T11和载荷指令遍历T16，以及同步执行的天线展开及转动试验T15、火工品测试T13，之后执行的模拟飞行试验T12，和在卫星技术区测试期间持续进行厂房环境检测T14。
上述推进剂加注阶段通常用于为卫星加注满足要求的推进剂、并进行质心配平、漏率监测等，该阶段包括的测试项目为：并行执行的加注质量与质心测试T17和推进剂泄露监测T18。上述星箭联合操作阶段通常用于卫星支架对接、卫星转场吊装、与火箭对接、合整流罩等，该阶段包括的测试项目为：先开展星箭对接匹配性测试T19，然后并行执行转场运输振动测试T20和转场运输环境检测T21。上述卫星发射区测试阶段通常是指卫星在发射区与火箭、发射场进行联合测试，模拟发射日测试，并进行卫星发射前状态准备，该阶段的测试项目包括：并行执行的发射区电性能测试T22和发射区电磁兼容测试T23，然后串行执行的卫星模拟发射日测试T24、射前蓄电池充电测试T26和射前状态检查T27，以及在卫星发射区测试期间持续进行的整流罩内环境监测T25。
步骤S104，基于每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数，以及预设的约束条件，从多个测试项目中选取目标项目，以使目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小；其中，该约束条件包括：卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间小于或者等于第一预设阈值，且卫星测试任务中的目标项目对应的测试必要度之和大于或者等于第二预设阈值。
在具体实现时，选取的目标项目可以组成卫星测试任务，也即是可以通过目标项目进行卫星在发射场的测试工作。上述卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间可以通过下述方式确定：根据目标项目之间的串联执行、并联执行和执行顺序，以及每个目标项目对应的测试时间，确定卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间。例如，如果两个目标项目是串行执行的，那么这两个目标项目对应的总测试时间为这两个目标项目的测试时间之和；如果两个目标项目是并行执行的，那么这两个目标项目对应的总测试时间为这两目标项目的测试时间中的较大值。
上述卫星测试任务的风险指数可以是指由多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目组成的串联系统对应的风险指数，具体地，该串联系统对应的风险指数的计算方式为：计算该串联系统中每个测试项目的风险指数与1的差值的绝对值，将计算得到的所有绝对值相乘得到乘积，然后再用1减去该乘积，可得到该串联系统对应的风险指数。
上述约束条件可以包括：卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间小于或者等于第一预设阈值，且卫星测试任务中的目标项目对应的测试必要度之和大于或者等于第二预设阈值。其中，第一预设阈值和第二预设阈值可以根据用户需求进行设置，第一预设阈值指示的是允许的总测试时间的上限，该第一预设阈值可以设置为100小时或者120小时等；该第二预设阈值指示的是允许的测试必要度的总和的下限，该第二预设阈值可以设置为0.7或者0.9等。
本发明实施例提供的一种卫星发射场的测试项目确定方法，首先根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个测试项目的测试时间、测试必要度和未采用测试项目的风险指数；然后基于得到的数据和预设的约束条件，从多个测试项目中选取目标项目，以使目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小，该约束条件包括：卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间小于或者等于第一预设阈值，且卫星测试任务中的目标项目对应的测试必要度之和大于或者等于第二预设阈值。本发明可以在约束卫星测试任务的总测试时间和测试必要度的情况下，由电子设备自动从预设的多个测试项目中选取出能够保证卫星测试任务的风险指数最小的目标项目，从而提高了卫星发射场选取卫星测试项目的合理性，有助于卫星、运载火箭测试项目在发射场的规范化实施。
本发明实施例还提供了另一种卫星发射场的测试项目确定方法，该方法在上述方式实施例的基础上实现；该方法重点描述根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个测试项目的测试时间、测试必要度和未采用该测试项目的风险指数的具体过程（通过下述步骤S202-S204实现），以及基于每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数，以及预设的约束条件，从多个测试项目中选取目标项目的具体过程（通过下述步骤S206实现）；如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤S202，获取卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据；其中，该统计数据包括预设数量的调查表中每个测试项目的测试时间和测试必要度，以及历史数据中指定数量的卫星测试发射流程中每个测试项目出现异常的概率。
步骤S204，基于上述统计数据，确定每个测试项目的测试时间、测试必要度和未采用所述测试项目的风险指数。
在具体实现时，根据统计数据包括的预设数量的调查表中每个测试项目的测试时间和测试必要度，以及历史数据中指定数量的卫星测试发射流程中每个测试项目出现异常的概率，对每个测试项目进行评估，得到每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数，为后续优化设置发射场的测试项目提供数据支撑。
具体地，卫星发射场的测试项目的测试必要度，可以根据以下五个原则进行评分：
原则1：是否是仅能在发射场开展的测试项目。即发射场阶段独有的测试项目。独有测试项目往往对应卫星未知的新状态，例如推进剂加注及质心测试、蓄电池更新及充电检测等，卫星在前期研制生产阶段没有完整经历过的测试项目，以及卫星及配套产品发射后无法在轨开展测试的项目，这些项目需要在发射场重点关注。
原则2：是否是影响卫星在轨工作的必测项目。涉及到卫星的核心系统测试，例如测控分系统测试等，这些分系统健康与否直接关系卫星能否在轨正常工作。
原则3：是否是发射场后续易于独立完成的测试项目。有的测试项目因卫星类型不同而不同，发射场难以掌握，如导航、通信、遥感、深空探测等卫星载荷测试项目；有的因专业技术和安全性要求高，发射场不易实施，如火工品安装、天线等结构部分组装项目。依托条件建设，发射场后续可参与到卫星平台部分分系统测试工作中。
原则4：是否是体现载荷特色的测试项目。如通信载荷的天线展开及转动试验，导航载荷的激光状态检测，深空探测器状态检测等，发射场可根据卫星载荷不同制定不同的测试方案。
原则5：是否是卫星对发射场的适应性测试项目。发射场圆满完成卫星发射任务，需要卫星和发射场二者相互适应。针对特殊卫星的特殊载荷需求，发射场会进行相应改造；同时卫星也需要适应发射场当前的保障条件，如公路状况、厂房保障能力、吊装运输能力、测试环境条件等，在正常保障环境中，具有良好的可靠性。卫星对发射场的适应性的测试项目，包括卫星运输振动测试、厂房环境条件监测、整流罩内环境监测等，发射场开展此类项目，一方面对卫星系统适应性情况进行记录，另一方面可为发射场后续保障条件的升级改造提供依据。
发射场的测试项目的测试必要度的五项原则的评分分布如表 1所示。
表1
序号 原则 描述 评分范围
1. 仅能在发射场开展的测试项目 - 0-5
2. 影响卫星在轨工作的必测项目 无影响 影响一般 重要影响 0 1-5 6-10
3. 发射场后续易于独立完成的测试项目 难度小 难度一般 较难 3 2 0
4. 体现载荷特色的测试项目 - 4
5. 卫星对发射场的适应性测试项目 - 2
每个测试项目的测试必要度m为按照表1中五项原则分别打分之后求和得到的，即：
Figure 204145DEST_PATH_IMAGE015
假定返回B份有效的调查表（也即是B表示调查表的总数），对于返回的第b(b=1,…,B)份有效调查表中第a(a=1,…,Q)个测试项目的测试必要度为
Figure 834978DEST_PATH_IMAGE009
，Q表示预设的多个测试项目的总数。多个测试项目中第a个测试项目的测试必要度的最终得分ma为：
Figure 427633DEST_PATH_IMAGE016
在一些实施例中，在所有测试项目的测试必要度计算完毕后，可以对这Q个测试项目进行归一化处理，获得每个测试项目的最终测试必要度。
对于可以并行开展，而不影响其它试验的长时间监测类测试项目，如图3中的测试项目T14、T15，测试时间在计算过程中可以先假定为0。可以通过下述算式计算每个测试项目的测试必要度：
Figure 118509DEST_PATH_IMAGE017
其中，t a 表示多个测试项目中第a(a=1,…,Q)个测试项目的测试时间，
Figure 62194DEST_PATH_IMAGE018
表示第a个测试项目在第b份调查表中的测试时间。
在具体实现时，假设若开展某一测试项目，那么卫星存在该测试项目对应的异常就一定能够被检测出来，此时该测试项目的风险指数为0；若不开展某一测试项目，则卫星存在该测试项目对应的异常无法检测。以发射场卫星测试发射流程历史数据为基础，针对每个卫星k 在发射场的测试流程，可以得到每个测试项目的风险指数为：
Figure 998183DEST_PATH_IMAGE019
其中，r a 表示多个测试项目中第a个测试项目的风险指数，K表示指定数量，
Figure 445344DEST_PATH_IMAGE020
表示第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中出现异常的情况，如果第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中出现异常，
Figure 41542DEST_PATH_IMAGE012
取值为1，如果第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中未出现异常，
Figure 472523DEST_PATH_IMAGE021
取值为0。
步骤S206，采用穷举法，根据约束条件，以及每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数，从多个测试项目中确定进行卫星测试任务风险指数最小的目标项目。
当前航天发射场数量有限，为了缩短卫星在发射场开展测试的时间，进一步提高航天发射密度，需要对梳理的测试项目进行适当剪裁，在一定的试验时间内，设置最重要的测试项目，而忽略其他测试项目，使得卫星测试任务承担的风险指数最小。实践过程中即约束卫星在发射场的总测试时间以及测试项目的测试必要度之和，最小化卫星测试任务的风险指数。
在具体实现时，上述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数可以通过下述算式计算得到：
Figure 445158DEST_PATH_IMAGE022
其中，R表示卫星测试任务的风险指数，N表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目的总数；r i 表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目中的第i个测试项目的风险指数。
在一些实施例中，由于实际实践过程中往往还要求卫星在发射场开展的测试项目尽量少（也即是最终确定的目标项目的数量尽量少），从而减少测试项目转换的等待时间和由于测试项目转换带来的人为风险。此时可以将选取的目标项目的数量作为惩罚项，因而，上述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数还可以通过下述算式计算得到：
Figure 277985DEST_PATH_IMAGE023
其中，R表示卫星测试任务的风险指数，N表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目的总数；r i 表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目中的第i个测试项目的风险指数；
Figure 841822DEST_PATH_IMAGE005
表示预设的常数；Q 表示多个测试项目的总数；(Q-N)表示目标项目的总数。
在具体实现时，上述约束条件可以通过采用下述算式表示：
Figure 134001DEST_PATH_IMAGE024
其中，Q表示多个测试项目的总数；m j 表示多个测试项目中第j个测试项目的测试必要度；M表示第二预设阈值；x j 表示第j个测试项目是否为目标项目，如果是，x j =1，否则x j =0；f(t,x)示卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间；T表示第一预设阈值。
由图3可知，27个测试项目或并联、或串联依次开展，所以卫星发射场的卫星测试任务对应的总测试时间f(t,x)可以表示为：
Figure 238223DEST_PATH_IMAGE025
其中，x=[x 1,…,x 27]，t[t 1,…,t 27]，x 1,…,x 27分别表示第1个到第27个测试项目是否被裁剪，当x i =0时，表示裁剪掉该测试项目，当x i =1时，表示保留该测试项目；t 1,…,t 27分别表示第1个到第27个测试项目对应的测试时间。
在具体实现时，基于上述约束条件的算式，上述卫星测试任务的风险指数最小可以通过下述算式表示：
Figure 659977DEST_PATH_IMAGE026
其中，r j 表示多个测试项目中第j个测试项目的风险指数。
在一些实施例中，基于上述约束条件的算式，上述卫星测试任务的风险指数最小还可以通过下述算式表示：
Figure 660294DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 675654DEST_PATH_IMAGE028
表示L1范数正则项，也可以表示为x j =1的数量，也即是选取的目标项目的总数。
综上所述，测试项目的设置与剪裁问题是一个典型0-1优化问题，由于解空间不大，可以使用穷举的方法遍历解空间，获得最优解以及次优解，其中x j 对应为1 的测试项目为在约束总测试时间T和测试必要度之和M的情况下，卫星在发射场需要设置的目标项目；x j 对应为0 的测试项目是需要剪裁掉的项目。用户可以根据自身的实际情况，从最优解以及次优解中选择自身最合适的目标项目设置与剪裁方案。
具体地，还可以通过调整约束条件，生成新的最优解和次优解，具体过程包括：响应针对约束条件的调整指令，调整约束条件中的第一预设阈值和/或第二预设阈值，得到新的约束条件；然后根据新的约束关系和每个性能测试项目的数据，从多个测试项目中确定新的目标项目，以使新的目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小。
下面以根据统计数据获取到每个测试项目对应的测试时间、测试必要度和风险指数（如表2所示）为例，对本实施例进行详细介绍。
表2
Figure 380305DEST_PATH_IMAGE029
Figure 797511DEST_PATH_IMAGE030
（1）最优测试项目设置与剪裁方案（卫星测试任务的风险指数最小）
当约束卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间
Figure 296626DEST_PATH_IMAGE032
以及卫星测试任务对应的测试必要度之和M=0.7时，采用0-1规划遍历解空间，获得的卫星测试任务的风险指数最小时测试项目设置与剪裁方案，如图4和图5所示。该图4和图5中第一、二、三行分别显示的是约束总测试时间T不超过112小时、136 小时、160小时（14、17、20天，每天工作8小时），所有目标项目的测试必要度之和不小于0.7，期望卫星测试任务的风险指数最小时的测试项目设置与剪裁方案。图4中柱状图为采用0-1 规划获得的最优项目设置与剪裁结果；图5中柱状图是期望目标项目尽量少，添加正则约束（
Figure 294888DEST_PATH_IMAGE033
）后获得的最优测试项目设置与剪裁结果。图4和图5中测试项目的序号数字上方有柱状块表示设置该项目（也即是该项目为目标项目），否则剪裁掉该目标项目。具体测试项目设置与剪裁方案见表3，表中打钩项表示卫星发射任务中设置该测试项目。
表3
Figure 537650DEST_PATH_IMAGE034
Figure 809363DEST_PATH_IMAGE035
从表3同样可以发现，当要求的总测试时间T逐渐增加时，可以安排的测试项目数量也在增加，承担的卫星测试任务的风险指数逐渐降低。在目标函数中增加L1范数正则项（也即是添加
Figure 479379DEST_PATH_IMAGE036
对应的惩罚项）后，优化获得的测试项目设置方案和原始最优方案相比，虽然都能满足总测试时间和测试必要性约束，但是设置的测试项目数量更少，相应承担的卫星测试任务的风险指数也有所增加。
（2）次优测试项目设置与剪裁方案（卫星测试任务的风险指数最小）
图6和图7中第一、二、三行分别显示的是当约束总测试时间T不超过112小时、136小时、160小时，所有目标项目的测试必要度之和不小于0.7时，卫星测试任务的风险指数最小、第二小时的最优、次优测试项目设置与剪裁方案。图6中柱状图为最优项目设置与剪裁方案；图7中的右侧柱状图是次优项目设置与剪裁方案。具体的测试项目设置与剪裁方案见表4，表4中打钩项表示卫星测试任务中设置该测试项目。
表4
Figure 797227DEST_PATH_IMAGE037
Figure 453468DEST_PATH_IMAGE038
Figure 642004DEST_PATH_IMAGE039
从表4中展示的最优和次优测试项目设置与剪裁方案可以看出，在相同的约束条件下，次优项目设置与剪裁方案相比最优方案相比，卫星测试任务承担的风险指数仅稍微有所增加，同时实际总测试时间、测试项目重要性也会发生一定的变化。例如约束的总测试时间不大于160小时，且测试项目的测试必要度之和不小于0.7时，最优方案的卫星测试任务的风险指数最小为13.60%，次优方案风险指数有所增加为14.73%，但是次优方案在满足约束条件下，实际总测试时间更低为150.63小时（最优方案为155.55小时，均满足小于160小时约束），实际项目的总测试必要度（相当于上述测试必要度之和）也更大，为0.8820（最优方案为0.8038，均满足大于0.7约束）。因此，用户可以根据自身实际的情况，人工从最优或者次优方案中选择合适的项目设置与剪裁方案。
上述卫星发射场的测试项目确定方法，该方法提出了基于0-1 规划的卫星发射场的测试项目设置与剪裁策略，解决了在约束总测试时间、测试必要度的情况下，使得卫星测试任务的风险指数最小的测试项目设置与剪裁问题；同时，本发明可以产生并展示最优以及次优的测试项目设置与剪裁方案，允许用户根据实际情况，人工选择最合适的项目设置与剪裁方案。
针对于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种卫星发射场的测试项目确定装置，如图8所示，该装置包括：
数据获取模块60，用于根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个测试项目的测试时间、测试必要度和未采用所述测试项目的风险指数。
项目确定模块61，用于基于每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数，以及预设的约束条件，从多个测试项目中选取目标项目，以使目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小；其中，该约束条件包括：卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间小于或者等于第一预设阈值，且卫星测试任务中的目标项目对应的测试必要度之和大于或者等于第二预设阈值。上述约束条件可以采用下述算式表示：
Figure 482921DEST_PATH_IMAGE040
其中，Q表示多个测试项目的总数；m j 表示多个测试项目中第j个测试项目的测试必要度；M表示第二预设阈值；x j 表示第j个测试项目是否为目标项目，如果是，x j =1，否则x j =0；f(t,x)表示卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间；T表示第一预设阈值。
具体地，上述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数可以通过下述算式计算得到：
Figure 458705DEST_PATH_IMAGE041
其中，R表示卫星测试任务的风险指数，N表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的所述目标项目之外的测试项目的总数;r i 表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目中的第i个测试项目的风险指数。
在一些实施例中，上述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数还可以通过下述算式计算得到：
Figure 246532DEST_PATH_IMAGE042
其中，R表示卫星测试任务的风险指数，N表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目的总数；r i 表示多个测试项目中除卫星测试任务所包含的目标项目之外的测试项目中的第i个测试项目的风险指数；
Figure 617471DEST_PATH_IMAGE043
表示预设的常数；Q 表示多个测试项目的总数；(Q-N)表示目标项目的总数。
进一步地，上述项目确定模块51，还用于：采用穷举法，根据约束条件，以及每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数，从多个测试项目中确定进行卫星测试任务风险指数最小的目标项目。
具体地，上述多个测试项目包括在运输进场阶段、测试准备阶段、卫星技术区域测试阶段、推进剂加注阶段、星箭联合操作阶段和卫星发射区测试阶段依次执行的测试项目；其中，运输进场阶段包括：并行执行的运输振动检测和运输环境温度压力检测；测试准备阶段包括：串行执行的整星检漏和卫星外观检查；卫星技术区域测试阶段包括：串行执行的供配电分系统测试、测控分系统测试、数据管理分系统测试、数传分系统测试、控制推进分系统测试、热控分系统测试、机构与结构分系统检查和载荷指令遍历，以及同步执行的天线展开及转动试验、火工品测试，之后执行的模拟飞行试验；还包括在卫星技术区测试期间持续进行厂房环境检测；推进剂加注阶段包括：并行执行的加注质量与质心测试和推进剂泄露监测；星箭联合操作阶段包括：星箭对接匹配性测试、以及并行执行的转场运输振动测试和转场运输环境检测；卫星发射区测试阶段包括：并行执行的发射区电性能测试和发射区电磁兼容测试，串行执行的卫星模拟发射日测试、射前蓄电池充电测试和射前状态检查，以及在卫星发射区测试期间持续进行的整流罩内环境监测。
进一步地，上述装置还包括总测试时间确定模块，用于：根据目标项目之间的串联执行、并联执行和执行顺序，以及每个目标项目对应的测试时间，确定卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间。
在具体实现时，上述统计数据包括预设数量的调查表中每个测试项目的测试时间和测试必要度，以及历史数据中指定数量的卫星测试发射流程中每个测试项目出现异常的概率；上述数据获取模块50，还用于：通过下述算式计算每个测试项目的测试时间、测试必要度和风险指数：
Figure 301393DEST_PATH_IMAGE044
其中，m a 表示多个测试项目中第a个测试项目的测试必要度，B表示调查表的总数，
Figure 328255DEST_PATH_IMAGE045
表示第a个测试项目在第b份调查表中的测试必要度；t a 表示多个测试项目中第a个测试项目的测试时间，
Figure 591877DEST_PATH_IMAGE046
表示第a个测试项目在第b份调查表中的测试时间；r a 表示多个测试项目中第a个测试项目的风险指数，K表示指定数量，
Figure 817322DEST_PATH_IMAGE047
表示第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中出现异常的情况，如果第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中出现异常，
Figure 875408DEST_PATH_IMAGE048
取值为1，如果第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中未出现异常，
Figure 451883DEST_PATH_IMAGE049
取值为0。
上述卫星发射场的测试项目确定装置，可在约束卫星测试任务的总测试时间和测试必要度的情况下，从预设的多个测试项目中选取出能保证卫星测试任务的风险指数最小的目标项目，从而提高了卫星发射场选取卫星测试项目的合理性，有助于卫星、运载火箭测试项目在发射场的规范化实施。
本发明实施例还提供了一种电子设备，参见图9所示，该电子设备包括处理器101和存储器100，该存储器100存储有能够被处理器101执行的机器可执行指令，该处理器执行机器可执行指令以实现上述卫星发射场的测试项目确定方法。
进一步地，图9所示的电子设备还包括总线102和通信接口103，处理器101、通信接口103和存储器100通过总线102连接。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种卫星发射场的测试项目确定方法，其特征在于，所述方法应用于电子设备；所述方法包括：
根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个所述测试项目的测试时间、测试必要度和未采用所述测试项目的风险指数；
基于每个所述测试项目的所述测试时间、所述测试必要度和所述风险指数，以及预设的约束条件，从所述多个测试项目中选取目标项目，以使所述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小；其中，所述约束条件包括：所述卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间小于或者等于第一预设阈值，且所述卫星测试任务中的目标项目对应的测试必要度之和大于或者等于第二预设阈值；
所述约束条件采用下述算式表示：
Figure 609864DEST_PATH_IMAGE001
其中，Q表示所述多个测试项目的总数；m j 表示所述多个测试项目中第j个测试项目的测试必要度；M表示所述第二预设阈值；x j 表示所述第j个测试项目是否为目标项目，如果是，x j =1，否则x j =0；f(t,x)表示所述卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间；T表示所述第一预设阈值；
所述多个测试项目包括在运输进场阶段、测试准备阶段、卫星技术区域测试阶段、推进剂加注阶段、星箭联合操作阶段和卫星发射区测试阶段依次执行的测试项目；其中，所述运输进场阶段包括：并行执行的运输振动检测和运输环境温度压力检测；所述测试准备阶段包括：串行执行的整星检漏和卫星外观检查；所述卫星技术区域测试阶段包括：串行执行的供配电分系统测试、测控分系统测试、数据管理分系统测试、数传分系统测试、控制推进分系统测试、热控分系统测试、机构与结构分系统检查和载荷指令遍历，以及同步执行的天线展开及转动试验、火工品测试，之后执行的模拟飞行试验；还包括在所述卫星技术区测试期间持续进行厂房环境检测；
所述推进剂加注阶段包括：并行执行的加注质量与质心测试和推进剂泄露监测；所述星箭联合操作阶段包括：星箭对接匹配性测试、以及并行执行的转场运输振动测试和转场运输环境检测；所述卫星发射区测试阶段包括：并行执行的发射区电性能测试和发射区电磁兼容测试，串行执行的卫星模拟发射日测试、射前蓄电池充电测试和射前状态检查，以及在卫星发射区测试期间持续进行的整流罩内环境监测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数通过下述算式计算得到：
Figure 565181DEST_PATH_IMAGE002
其中，R表示所述卫星测试任务的风险指数，N表示所述多个测试项目中除所述卫星测试任务所包含的所述目标项目之外的测试项目的总数;r i 表示所述多个测试项目中除所述卫星测试任务所包含的所述目标项目之外的测试项目中的第i个测试项目的风险指数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数通过下述算式计算得到：
Figure 184381DEST_PATH_IMAGE003
其中，R表示所述卫星测试任务的风险指数，N表示所述多个测试项目中除所述卫星测试任务所包含的所述目标项目之外的测试项目的总数；r i 表示所述多个测试项目中除所述卫星测试任务所包含的所述目标项目之外的测试项目中的第i个测试项目的风险指数；
Figure 185835DEST_PATH_IMAGE004
表示预设的常数；Q 表示所述多个测试项目的总数；(Q-N)表示所述目标项目的总数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述测试项目的所述测试时间、所述测试必要度和所述风险指数，以及预设的约束条件，从所述多个测试项目中选取目标项目，以使所述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小的步骤，包括：
采用穷举法，根据所述约束条件，以及每个所述测试项目的所述测试时间、所述测试必要度和所述风险指数，从所述多个测试项目中确定进行卫星测试任务风险指数最小的目标项目。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间通过下述方式确定：
根据所述目标项目之间的串联执行、并联执行和执行顺序，以及每个所述目标项目对应的测试时间，确定所述卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述统计数据包括预设数量的调查表中每个所述测试项目的测试时间和测试必要度，以及历史数据中指定数量的卫星测试发射流程中每个所述测试项目出现异常的概率；
所述根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个所述测试项目的测试时间、测试必要度和未采用所述测试项目的风险指数的步骤，包括：
通过下述算式计算每个所述测试项目的所述测试时间、所述测试必要度和所述风险指数：
Figure 791260DEST_PATH_IMAGE005
Figure 725718DEST_PATH_IMAGE006
其中，m a 表示所述多个测试项目中第a个测试项目的测试必要度，B表示所述调查表的总数，
Figure 152371DEST_PATH_IMAGE007
表示第a个测试项目在第b份调查表中的测试必要度；t a 表示所述多个测试项目中第a个测试项目的测试时间，
Figure 437858DEST_PATH_IMAGE008
表示第a个测试项目在第b份调查表中的测试时间；r a 表示所述多个测试项目中第a个测试项目的风险指数，K表示所述指定数量，
Figure 315816DEST_PATH_IMAGE009
表示第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中出现异常的情况，如果第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中出现异常，
Figure 635939DEST_PATH_IMAGE010
取值为1，如果第a个测试项目在第k个卫星测试发射流程中未出现异常，
Figure 472308DEST_PATH_IMAGE011
取值为0。
7.一种卫星发射场的测试项目确定装置，其特征在于，所述装置设置于电子设备；所述装置包括：
数据获取模块，用于根据获取的卫星发射场预设的多个测试项目的统计数据，得到每个所述测试项目的测试时间、测试必要度和未采用所述测试项目的风险指数；
项目确定模块，用于基于每个所述测试项目的所述测试时间、所述测试必要度和所述风险指数，以及预设的约束条件，从所述多个测试项目中选取目标项目，以使所述目标项目组成的卫星测试任务的风险指数最小；其中，所述约束条件包括：所述卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间小于或者等于第一预设阈值，且所述卫星测试任务中的目标项目对应的测试必要度之和大于或者等于第二预设阈值；
所述约束条件通过采用下述算式表示：
Figure 182775DEST_PATH_IMAGE012
其中，Q表示所述多个测试项目的总数；m j 表示所述多个测试项目中第j个测试项目的测试必要度；M表示所述第二预设阈值；x j 表示所述第j个测试项目是否为目标项目，如果是，x j =1，否则x j =0；f(t,x)示所述卫星测试任务中的目标项目对应的总测试时间；T表示所述第一预设阈值；
所述多个测试项目包括在运输进场阶段、测试准备阶段、卫星技术区域测试阶段、推进剂加注阶段、星箭联合操作阶段和卫星发射区测试阶段依次执行的测试项目；其中，所述运输进场阶段包括：并行执行的运输振动检测和运输环境温度压力检测；所述测试准备阶段包括：串行执行的整星检漏和卫星外观检查；所述卫星技术区域测试阶段包括：串行执行的供配电分系统测试、测控分系统测试、数据管理分系统测试、数传分系统测试、控制推进分系统测试、热控分系统测试、机构与结构分系统检查和载荷指令遍历，以及同步执行的天线展开及转动试验、火工品测试，之后执行的模拟飞行试验；还包括在所述卫星技术区测试期间持续进行厂房环境检测；
所述推进剂加注阶段包括：并行执行的加注质量与质心测试和推进剂泄露监测；所述星箭联合操作阶段包括：星箭对接匹配性测试、以及并行执行的转场运输振动测试和转场运输环境检测；所述卫星发射区测试阶段包括：并行执行的发射区电性能测试和发射区电磁兼容测试，串行执行的卫星模拟发射日测试、射前蓄电池充电测试和射前状态检查，以及在卫星发射区测试期间持续进行的整流罩内环境监测。
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令以实现权利要求1至6任一项所述的卫星发射场的测试项目确定方法。
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