一种空间系统的弹性能力的评估方法

技术领域

本发明涉及空间系统弹性能力评估技术领域，尤其涉及一种空间系统的弹性能力的评估方法。

背景技术

空间系统的弹性能力是指空间系统在面对系统故障、环境挑战或敌对行动时能够持续提供所需能力的本领，是近年来航天领域出现的新概念。从体系设计的角度来说，要使空间系统具有“弹性”，即能够成功抵御各种类型的破坏性事件并保证太空领域任务的顺利实施。以及，评价空间系统的弹性能力，对于规划设计空间系统，提升空间系统抗毁顽存能力具有重要意义。

但是，对于空间系统弹性能力的评估，目前尚未发现专门针对空间统的弹性能力的评估方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种空间系统的弹性能力的评估方法，其能够实现空间系统的弹性能力的评估。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种空间系统的弹性能力的评估方法包括：从预防力维度、抵抗力维度和恢复力维度对空间系统进行弹性能力评估，获得每个维度对应的评估分数；基于每个维度对应的评估分数进行加权求和，获得安全系统对应的弹性能力评估总分；基于弹性能力评估总分对安全系统的弹性能力进行评估，获得空间系统的弹性能力评估结果。

在一些可能的实施例中，预防力维度对应的评估分数的获取过程包括：获取空调目标检测能力对应的评估分数、威胁告警能力对应的评估分数和空间环境预报能力对应的评估分数；对空调目标检测能力对应的评估分数、威胁告警能力对应的评估分数和空间环境预报能力对应的评估分数进行加权求和，获得预防力维度对应的评估分数。

在一些可能的实施例中，空调目标检测能力对应的评估分数的获取过程包括：获取空间目标编目、地面雷达扫描周期和探测精度值；对空间目标编目、地面雷达扫描周期和探测精度值进行加权求和，获得空调目标检测能力对应的评估分数。

在一些可能的实施例中，威胁告警能力对应的评估分数的获取过程包括：获取碰撞预警时间和碰撞预警距离；对碰撞预警时间和碰撞预警距离进行加权求和，获得威胁告警能力对应的评估分数。

在一些可能的实施例中，空间环境预报能力对应的评估分数的获取过程包括：获取太阳耀斑预报时间和太阳风预报时间；对太阳耀斑预报时间和太阳风预报时间进行加权求和，获得空间环境预报能力对应的评估分数。

在一些可能的实施例中，抵抗力维度对应的评估分数的获取过程包括：获取空间防护能力评估分数和空间系统保护能力评估分数；对空间防护能力评估分数和空间系统保护能力评估分数进行加权求和，获得抵抗力维度对应的评估分数。

在一些可能的实施例中，空间防护能力评估分数的获取过程包括：获取机动性能评估分数、光电对抗防护能力评估分数、卫星加固性能评估分数和卫星隐藏能力评估分数；对机动性能评估分数、光电对抗防护能力评估分数、卫星加固性能评估分数和卫星隐藏能力评估分数进行加权求和，获得空间防护能力评估分数。

在一些可能的实施例中，空间系统保护能力评估分数的获取过程包括：获取备份卫星数量和信息链路数量；对备份卫星数量和信息链路数量进行加权求和，获得空间系统保护能力评估分数。

在一些可能的实施例中，恢复力维度对应的评估分数的获取过程包括：获取快速响应发射能力的评估分数和空间维护能力对应的评估分数；对快速响应发射能力的评估分数和空间维护能力对应的评估分数进行加权求和，获得恢复力维度对应的评估分数。

在一些可能的实施例中，获取快速响应发射能力的评估分数的获取过程包括：获取快速响应发射周期和微小卫星生产周期；对快速响应发射周期和微小卫星生产周期进行加权求和，获得快速响应发射能力的评估分数。

在一些可能的实施例中，空间维护能力对应的评估分数的获取过程包括：获取在轨修复周期和功能恢复水平对应的评估分数；对在轨修复周期和功能恢复水平对应的评估分数进行加权求和，获得空间维护能力对应的评估分数。

第二方面，本申请实施例提供了一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。

第四方面，本申请提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种空间系统的弹性能力的评估方法，通过从预防力维度、抵抗力维度、恢复力纬度系统评价空间系统弹性能力，从而不仅能够实现弹性能力的评估，还能够提高评估的精准性。

为使本申请实施例所要实现的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种空间系统的弹性能力的评估指标体系的示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种空间系统的弹性能力的评估方法的流程图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

为了实现对空间系统的弹性能力的评估，本发明实施例提出了一种空间系统的弹性能力的评估方法，通过从预防力维度、抵抗力维度和恢复力维度对空间系统进行弹性能力评估，获得每个维度对应的评估分数，以及基于每个维度对应的评估分数进行加权求和计算加权求和，获得安全系统对应的弹性能力评估总分，以及基于弹性能力评估总分对安全系统的弹性能力进行评估，获得空间系统的弹性能力评估结果，从而能够有效且精准地实现空间系统的弹性能力的评估。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了便于理解本申请实施例，下面对本申请实施例涉及的一些术语进行解释如下：

“预防力”：它是指破坏性事件发生之前，系统应做好防范，估计可能发生的损失。预防力是系统对尚未发生的破坏性事件的感知能力。

应理解，预防力所包含的评估指标可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该预防力所包含的评估指标包括空间目标监测能力、威胁告警能力和空间环境预报能力。其中，空间目标监测能力是指对空间目标(如空间碎片等)进行监视、跟踪测量的能力；威胁告警能力是指能够对潜在的威胁进行预判分析，发出告警的能力；空间环境预报能力是指对空间环境事件(如太阳风暴、电磁暴等)的感知预报能力。

还应理解，空间目标监测能力所包含的评估指标可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该空间目标监测能力所包含的评估指标包括空间目标编目、地面雷达扫描周期和探测精度。其中，空间目标编目是指通过地面或天基传感器对空间目标的最大编目数量；地面雷达扫描周期是指对空间目标的最小“重访”间隔时间；探测精度是指传感器的分辨率。

这里需要说明的是，探测精度可以是指对空间系统中所有传感器的分辨率进行加权求和得到的。对应地，其他的类似的指标均可通过对系统中多个对应的数据进行加权求和得到，后续不再一一说明。

还应理解，威胁告警能力所包含的评估指标也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该威胁告警能力所包含的评估指标包括碰撞预警时间和碰撞预警距离。其中，碰撞预警时间表示通过天基和地基观测的方式，为在轨卫星所能提供的最长碰撞时间预报；碰撞预警距离是指天基和地基传感器所能感知的，离特定在轨卫星最远的目标的距离。

还应理解，空间环境预报能力所包含的评估指标也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该空间环境预报能力所包含的评估指标包括太阳耀斑预报和太阳风预报。其中，太阳耀斑预报指最短的太阳耀斑预报时间；太阳风预报指最短的太阳风预报时间。

“抵抗力”：它是指破坏性事件发生过程中，系统应尽量抵御、吸收或转化破坏性作用，减小系统的损失。抵抗力是系统对正在发生的破坏性事件产生的损失降到最小的能力。

还应理解，抵抗力所包含的评估指标也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该抵抗力所包含的评估指标包括空间系统防护能力和空间系统任务保证能力。其中，空间系统防护能力是指空间系统在应对外界破坏性事件的自我防护能力；空间系统任务保证能力是指是指在可能发生的各种破坏性事件作用下，空间系统仍然能够完成使命任务的能力。

还应理解，空间系统防护能力所包含的评估指标也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该空间系统防护能力所包含的评估指标包括机动性能、光电对抗防护能力、卫星加固性能和卫星隐藏能力。其中，该机动性能是指指卫星调整姿态、轨道的速率，以躲避敌方反卫星武器的攻击或空间碎片撞击；光电对抗防护能力指运行光电对抗防护，使星上光电设备免遭破坏的能力；卫星加固性能是指阻止高空核爆炸破坏卫星及星上设备的能力；卫星隐藏能力是指通过伪装或隐身的方式，使敌方难以发现、识别、跟踪和攻击的能力。

还应理解，空间系统任务保证能力所包含的评估指标也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该空间系统任务保证能力所包含的评估指标包括备份卫星数量和信息链路数量。其中，备份卫星数量是指为了防止卫星星座中的某颗星或多颗星意外失效，而补充的冗余在轨卫星，平时处于待命状态，在正常运行的卫星失效后激活使用；信息链路数量是指为了避免主要天地通信链路失效，而通过多颗卫星与地面站之间形成的天地网络中构建的多个信息通道。

“恢复力”：它是指系统遭受破坏性事件以后，系统采取措施尽快从损失状态下恢复，保证系统功能顺利实现。恢复力是系统在遭受破坏性事件后快速恢复系统功能的能力。

还应理解，恢复力所包含的评估指标也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该恢复力所包含的评估指标包括快速响应发射能力和空间维护能力。其中，快速响应发射能力是指接收到卫星发射任务指令后，组织各方力量快速发射卫星的能力；空间维护能力是指空间系统开展在轨修复和日常维护的能力。

还应理解，快速响应发射能力所包含的评估指标也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该快速响应发射能力所包含的评估指标包括快速响应发射周期和微小卫星生产周期。其中，快速响应发射周期是指用于快速响应发射的运载火箭从准备到发射所需的最短时间；微小卫星生产周期是指按照卫星功能需求，采用商用现货产品生产出可用于发射的微小卫星的最短时间。

还应理解，空间维护能力所包含的评估指标也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该空间维护能力所包含的评估指标包括在轨修复周期和功能恢复水平。其中，在轨修复周期是指采用在轨维护飞行器所开展的卫星功能修复或在轨燃料加注等需要的时间；功能恢复水平是指通过空间维护操作将受损卫星的功能恢复到受损前的百分比。

这里需要说明的是，考虑到空间系统建设与运用过程就必须兼顾预防力、抵抗力和恢复力这三方面的能力，故可从预防力维度、抵抗力维度和恢复力维度对空间系统进行弹性能力评估，具体可参见下文的相关描述。

请参见图1，图1示出了本申请实施例提供的一种空间系统的弹性能力的评估指标体系的示意图。如图1所示，在该评估指标体系的建立过程中，可从预防力维度、抵抗力维度和恢复力纬度这三个维度来进行评估，以及每个维度对应的二级评估指标及其三级评估指标可参见图1，在此不再详细描述。

请参见图2，图2示出了本申请实施例提供的一种空间系统的弹性能力的评估方法的流程图。如图2所示的评估方法可由空间系统的弹性能力的评估装置执行，并且该评估装置的具体装置可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。例如，该评估装置可以是计算机，也可以是服务器等，本申请实施例并不局限于此。如图2所示，该评估方法包括：

步骤S210，从预防力维度、抵抗力维度和恢复力维度对空间系统进行弹性能力评估，获得每个维度对应的评估分数。

应理解，预防力维度对应的评估分数的获取过程可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

可选地，获取空调目标检测能力对应的评估分数、威胁告警能力对应的评估分数和空间环境预报能力对应的评估分数；对空调目标检测能力对应的评估分数、威胁告警能力对应的评估分数和空间环境预报能力对应的评估分数进行加权求和，获得预防力维度对应的评估分数。

这里需要说明的是，空调目标检测能力对应的评估分数的具体权重、威胁告警能力对应的评估分数的具体权重和空间环境预报能力对应的评估分数的具体权重均可根据实际需求来进行设置，只要保证上述三个权重的权重和为1即可，本申请实施例并不局限于此。

对应地，本申请中的其他数据的的具体权重是类似的，后续不再一一说明，具体可参见上述相关描述。

以及，该空调目标检测能力对应的评估分数的获取过程包括：获取空间目标编目数量、地面雷达扫描周期和探测精度值；对空间目标编目、地面雷达扫描周期和探测精度值进行加权求和，获得空调目标检测能力对应的评估分数。

这里需要说明的是，空间目标编目数量是由空间监视系统对所有空间目标进行探测、跟踪监视，获取目标轨道参数后进行数据处理，维持可监视的空间目标数量；地面雷达扫描周期是指地面雷达等设备对所能探测的空域进行扫描，扫描一遍所需要的时间；探测精度值一般根据获取的目标探测数据，评估其精准程度，是可度量的参数。上述参数值的获取过程均可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

以及，该威胁告警能力对应的评估分数的获取过程包括：获取碰撞预警时间和碰撞预警距离；对碰撞预警时间和碰撞预警距离进行加权求和，获得威胁告警能力对应的评估分数。

这里需要说明的是，碰撞预警时间是指利用已有的监测数据，计算分析出的碰撞事件可能发生的时间；碰撞预警距离是指基于已有的监测数据，计算分析得到的空间目标碰撞可能的最小距离。上述参数获取过程均可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

以及，该空间环境预报能力对应的评估分数的获取过程包括：获取太阳耀斑预报时间和太阳风预报时间；对太阳耀斑预报时间和太阳风预报时间进行加权求和，获得空间环境预报能力对应的评估分数。

这里需要说明的是，太阳耀斑预报时间是指利用太阳监测设备获取的监视信息，评估发生太阳耀斑预报的时间和强度；太阳风预报时间是指利用太阳监测设备获取的监视信息，评估发生太阳风预报的时间。上述参数的获取过程均可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

还应理解，抵抗力维度对应的评估分数的获取过程可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

可选地，该抵抗力维度对应的评估分数的获取过程包括：获取空间防护能力评估分数和空间系统保护能力评估分数；对空间防护能力评估分数和空间系统保护能力评估分数进行加权求和，获得抵抗力维度对应的评估分数。

以及，该空间防护能力评估分数包括：获取机动性能评估分数、光电对抗防护能力评估分数、卫星加固性能评估分数和卫星隐藏能力评估分数；对机动性能评估分数、光电对抗防护能力评估分数、卫星加固性能评估分数和卫星隐藏能力评估分数进行加权求和，获得空间防护能力评估分数。

这里需要说明的是，机动性能是指空间系统为确保自身安全，携带一定的推进剂，用于轨道机动的能力，可用推进剂质量和推力器性能指标综合确定；光电对抗防护能力是指空间系统开展空间对抗时，可以进攻或应对的防护手段，一般根据空间系统自身携带的光电防护类型，指标参数以及剩余可用能量来确定；卫星加固性能是指空间系统为强化系统性能，确保完成任务的能力，一般根据空间系统材质、结构情况，同时结合系统使用者的评价综合评定；卫星隐藏能力是指空间系统在遇到危险或者任务需要而隐藏载荷或状态的能力，一般根据空间系统载荷参数和卫星轨道姿态调整能力确定。

上述参数获取过程均可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，可通过专家系统或者通过对相关评估参数进行加权求和来获得机动性能评估分数。

对应地，其他数据的计算过程是类似的，具体可参见上述过程的相关描述，后续不再重复赘述。

以及，该空间系统保护能力评估分数的获取过程包括：获取备份卫星数量和信息链路数量；对备份卫星数量和信息链路数量进行加权求和，获得空间系统保护能力评估分数。

这里需要说明的是，备份卫星数量是指空间系统为保证系统功能正常实现，提高系统可靠性，准备的备份卫星数量；信息链路数量是指与空间系统进行测控、数据通信等的信息通道的数量。上述参数获取过程均可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此

还应理解，恢复力维度对应的评估分数的获取过程可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

可选地，该恢复力维度对应的评估分数的获取过程包括：获取快速响应发射能力的评估分数和空间维护能力对应的评估分数；对快速响应发射能力的评估分数和空间维护能力对应的评估分数进行加权求和，获得恢复力维度对应的评估分数。

以及，该获取快速响应发射能力的评估分数的获取过程包括：获取快速响应发射周期和微小卫星生产周期；对快速响应发射周期和微小卫星生产周期进行加权求和，获得快速响应发射能力的评估分数。

这里需要说明的是，快速响应发射周期一般是指接收到发射任务指令后，火箭开展测试、准备发射的时间总和；微小卫星生产周期一般是指卫星研制方从接到卫星研制生产任务指令后，开展系统集成、组装测试、出厂验收等时间的总和。

上述参数的获取过程均可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

以及，该空间维护能力对应的评估分数的获取过程包括：获取在轨修复周期和功能恢复水平对应的评估分数；对在轨修复周期和功能恢复水平对应的评估分数进行加权求和，获得空间维护能力对应的评估分数。

步骤S220，基于每个维度对应的评估分数进行加权求和，获得安全系统对应的弹性能力评估总分。

具体地，对预防力维度对应的评估分数、抵抗力维度对应的评估分数和恢复力维度对应的评估分数进行加权求和计算，获得安全系统对应的弹性能力评估总分。

步骤S230，基于弹性能力评估总分对安全系统的弹性能力进行评估，获得空间系统的弹性能力评估结果。

具体地，在每个评估分数范围对应一个弹性评估等级的情况下，可确定弹性能力评估总分所属的评估分数范围，进而确定其对应的弹性评估等级，并可将确定的弹性评估等级确定为弹性能力评估结果。

因此，借助于上述技术方案，本申请实施例能够从预防力维度、抵抗力维度、恢复力纬度系统评价空间系统弹性能力，从而不仅能够实现弹性能力的评估，还能够提高评估的精准性。

应理解，上述空间系统的弹性能力的评估方法仅是示例性的，本领域技术人员根据上述的方法可以进行各种变形，修改或变形之后的内容也在本申请保护范围内。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。

此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。