羅勝中，袁俊剛

（中國空間技術(shù)研究院 通信與導(dǎo)航衛(wèi)星總體部，北京 100094）

0 引言

目前，衛(wèi)星新技術(shù)和新產(chǎn)品的應(yīng)用升級加快，以及產(chǎn)品研制過程存在的質(zhì)量控制不到位等，使得衛(wèi)星發(fā)射后依然可能發(fā)生各種各樣的問題，甚至出現(xiàn)影響業(yè)務(wù)運(yùn)行的重大故障和整星失效。

衛(wèi)星在軌故障可按故障發(fā)生層次、故障影響程度、故障可修復(fù)性進(jìn)行分類。在軌故障按照影響程度可分為災(zāi)難性、嚴(yán)重、一般和輕微故障4 級。其中，災(zāi)難性和嚴(yán)重故障會影響衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)的完成和衛(wèi)星平臺的安全工作；一般和輕微故障多為單機(jī)級的故障，對衛(wèi)星任務(wù)運(yùn)行和衛(wèi)星平臺工作沒有影響或影響較小。這4 級故障的特征如下：

1）Ⅰ級（災(zāi)難性）故障：會導(dǎo)致整星任務(wù)失敗或出現(xiàn)不可接受的任務(wù)降級，衛(wèi)星壽命縮短1/2 以上。例如姿態(tài)失控、整星短路無法供電及指令不能發(fā)送等。

2）Ⅱ級（嚴(yán)重）故障：會導(dǎo)致分系統(tǒng)功能喪失或性能下降，影響有效載荷部分任務(wù)的完成，地面處理后可保障部分任務(wù)的完成，衛(wèi)星壽命縮短1/4 到1/2。例如，部分蓄電池組失效或部分太陽電池陣失效，導(dǎo)致整星供電能力不足，致使部分有效載荷不能開機(jī)。

3）Ⅲ級（一般）故障：會導(dǎo)致設(shè)備（或部組件）主要功能退化或失效，通過地面處置或系統(tǒng)內(nèi)部重組后僅失去備份設(shè)備（或部組件），不影響分系統(tǒng)功能和性能。例如，姿軌控系統(tǒng)出現(xiàn)某軸陀螺失效，采用其他陀螺代替后，衛(wèi)星恢復(fù)正常。

4）Ⅳ級（輕微）故障：故障相對獨(dú)立，對分系統(tǒng)功能性能沒有或幾乎沒有影響，經(jīng)過星上自主處理或地面處置后可恢復(fù)。例如，單粒子翻轉(zhuǎn)事件造成星上設(shè)備自主復(fù)位，或造成設(shè)備內(nèi)電路異常后，由地面發(fā)送復(fù)位指令可恢復(fù)正常。

本文重點面向衛(wèi)星在軌的整星級災(zāi)難性及嚴(yán)重故障以及星上主要部件故障進(jìn)行故障模式分析，總結(jié)了6 類災(zāi)難性及嚴(yán)重在軌故障模式，并從新技術(shù)及新狀態(tài)的地面驗證充分性、復(fù)雜工藝的穩(wěn)定性、元器件及電裝質(zhì)量、空間環(huán)境影響、軟件設(shè)計、地面操作不當(dāng)?shù)确矫娣治鲈谲壒收习l(fā)生的主要原因，提出相應(yīng)措施建議，旨在為衛(wèi)星的系統(tǒng)級可靠性設(shè)計、主要設(shè)備/部件的薄弱環(huán)節(jié)識別及可靠性增長提供參考。

1 災(zāi)難性及嚴(yán)重在軌故障模式分析

災(zāi)難性及嚴(yán)重在軌故障會造成衛(wèi)星完全失效，或大部分載荷任務(wù)無法完成，或在軌壽命嚴(yán)重縮短。分析國內(nèi)外近10 多年來的主要衛(wèi)星災(zāi)難性及嚴(yán)重在軌故障情況[1-8]，歸納為以下6 類：整星供電能力嚴(yán)重下降；衛(wèi)星無法測控；衛(wèi)星姿態(tài)失控；推進(jìn)系統(tǒng)故障影響變軌或軌道維持；衛(wèi)星有效載荷故障；衛(wèi)星在軌解體。

1）整星供電能力嚴(yán)重下降

電源是衛(wèi)星在軌生存和衛(wèi)星平臺及有效載荷正常工作的前提。國內(nèi)外衛(wèi)星出現(xiàn)多起電源故障導(dǎo)致衛(wèi)星失效或影響有效載荷全部開機(jī)工作[1-2]。衛(wèi)星在軌供電故障模式較多，可概括為以下情況：

①太陽電池陣驅(qū)動機(jī)構(gòu)在軌出現(xiàn)內(nèi)部短路，造成電流無法輸出，直接導(dǎo)致?lián)p失一側(cè)太陽電池陣功率，影響部分有效載荷開機(jī)工作。例如：

歐洲電信衛(wèi)星組織2019 年發(fā)射的Eutelsat-5WB[3]，入軌后南側(cè)太陽電池陣驅(qū)動組件出現(xiàn)故障，導(dǎo)致單側(cè)太陽電池陣無法正常工作，從而降低了衛(wèi)星通信載荷功率，衛(wèi)星通信能力損失過半；

某GEO 衛(wèi)星，由于其太陽電池陣驅(qū)動機(jī)構(gòu)內(nèi)部的正母線與結(jié)構(gòu)地間存在多余物，誘發(fā)弧光放電，導(dǎo)致母線大電流短路，進(jìn)而在電纜網(wǎng)內(nèi)造成短路故障擴(kuò)散，引發(fā)整星短路和失效。

②母線電纜短路或電源控制器內(nèi)功率通路短路，導(dǎo)致整星電源無法正常輸出。例如：

某GEO 衛(wèi)星由于一次母線電纜內(nèi)出現(xiàn)破損短路，或電源控制器輸出匯流條由于多余物造成對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)地短路，導(dǎo)致整星掉電。

③太陽電池陣內(nèi)分陣故障或電源控制器部分模塊故障，造成母線電流或整星功率輸出能力下降，致使有效載荷不能全部開機(jī)。例如：

勞拉空間系統(tǒng)公司研制的Galaxy 27 衛(wèi)星，由于電源控制器故障導(dǎo)致整星功率損失一半。

某遙感衛(wèi)星由于一側(cè)太陽電池陣的充電陣電纜破損，造成充電陣短路，隨后故障逐步擴(kuò)散至該側(cè)太陽電池陣所有充電陣和供電陣電纜，造成整個太陽電池陣短路，致使整星功率損失一半。

④太陽電池陣由于自身或其他原因?qū)е缕洳荒苷Ｕ归_，使得衛(wèi)星輸出功率損失。例如：

勞拉空間系統(tǒng)公司研制的Intelsat 19 衛(wèi)星，2012 年發(fā)射過程中由于太陽電池陣卡滯而無法正常展開，雖最終采取措施使得兩側(cè)太陽電池陣展開，但仍損失25%的功率；

勞拉空間系統(tǒng)公司研制的Sul-2 衛(wèi)星，2011 年發(fā)射過程中由于太陽電池陣與整流罩發(fā)生干涉導(dǎo)致一側(cè)太陽電池陣未展開，使衛(wèi)星輸出功率下降一半。

⑤單機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)短路，造成整星功率瞬間大幅下降，使得多數(shù)有效載荷和平臺設(shè)備出現(xiàn)欠壓保護(hù)而關(guān)機(jī)，進(jìn)而引發(fā)整星任務(wù)中斷。例如：

某GEO 衛(wèi)星由于一單機(jī)內(nèi)出現(xiàn)短路故障，造成衛(wèi)星母線電壓由100 V 瞬間降到約60 V，使得有效載荷設(shè)備關(guān)機(jī)、姿軌控及測控單機(jī)欠壓關(guān)機(jī)，衛(wèi)星遙測丟失，整星任務(wù)中斷。

2）衛(wèi)星無法測控

由于測控系統(tǒng)或數(shù)管系統(tǒng)故障，導(dǎo)致衛(wèi)星無法接收指令，使得衛(wèi)星無法控制而失效。例如：

Khrunichev Space Center 發(fā)射的KazSat 1 衛(wèi)星，2008 年由于星載計算機(jī)故障而失去控制；

某MEO 衛(wèi)星，2014 年由于遙控單元主備份均故障，無法接收上行指令，最終導(dǎo)致衛(wèi)星無法控制而失效。

3）衛(wèi)星姿態(tài)失控

衛(wèi)星姿態(tài)指向控制是正常執(zhí)行衛(wèi)星載荷任務(wù)的前提。由于姿軌控系統(tǒng)軟硬件故障或地面操作原因引起衛(wèi)星角速度快速增大，超過衛(wèi)星結(jié)構(gòu)、大部件和設(shè)備的強(qiáng)度極限，將導(dǎo)致衛(wèi)星大部件損壞或失效。例如：

洛馬公司發(fā)射的遙感衛(wèi)星WorldView-4，2019 年由于控制力矩陀螺故障造成衛(wèi)星的1 個穩(wěn)定軸失去控制，導(dǎo)致衛(wèi)星無法正常完成成像任務(wù)；

日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)ASTRO-H 衛(wèi)星（“瞳”衛(wèi)星）[4]，2016 年由于上注的控制參數(shù)錯誤，在衛(wèi)星轉(zhuǎn)入對日安全模式時，推力器持續(xù)噴氣導(dǎo)致星體角速度快速增加到69 (°)/s，造成太陽電池陣等大部件被甩出。

4）推進(jìn)系統(tǒng)故障影響變軌或軌道維持

推進(jìn)系統(tǒng)如出現(xiàn)儲箱、氣瓶泄漏，或變軌發(fā)動機(jī)故障等，則無法完成衛(wèi)星變軌或軌道維持任務(wù)，將造成衛(wèi)星失效或壽命縮短。例如：

泰勒茲公司研制的RASCOM-QAF1 衛(wèi)星，2008 年在完成第一次變軌任務(wù)后，出現(xiàn)氦氣泄漏問題，只得改用推力器完成后續(xù)變軌任務(wù)，但導(dǎo)致衛(wèi)星損失2 年壽命；

泰勒茲公司研制的通信衛(wèi)星Eutelsat-W3B[5]，2010 年由于氧化劑儲箱泄漏導(dǎo)致衛(wèi)星未進(jìn)入預(yù)定軌道；

洛馬公司研制的AEHF 衛(wèi)星，2010 年星箭分離后，由于變軌發(fā)動機(jī)故障[4]，改用22 N 雙組元化學(xué)推力器和霍爾電推力器通過100 多天工作才完成變軌任務(wù)，且嚴(yán)重縮短衛(wèi)星壽命；

某衛(wèi)星在變軌過程中由于發(fā)動機(jī)故障，改用推力器完成變軌任務(wù)，縮短了衛(wèi)星壽命。

5）衛(wèi)星有效載荷故障

衛(wèi)星有效載荷中存在的天線、相機(jī)等單點故障模式如果出現(xiàn)故障，將造成衛(wèi)星失效或任務(wù)的嚴(yán)重降級。例如：

泰勒茲公司研制的Eutesat-W2A 衛(wèi)星，2009 年由于其12 m S 頻段天線入軌后未完全展開，導(dǎo)致衛(wèi)星的移動電視重要業(yè)務(wù)無法開展。

6）衛(wèi)星在軌解體

由于推進(jìn)劑泄漏爆炸或受到大尺寸空間碎片撞擊以及衛(wèi)星之間相互撞擊造成衛(wèi)星解體。例如：

國際通信衛(wèi)星組織運(yùn)行的通信衛(wèi)星Intelsat29e在軌工作3 年后，2019 年由于推進(jìn)劑泄漏造成衛(wèi)星解體，在GEO 產(chǎn)生大量空間碎片；

俄羅斯的遙感衛(wèi)星“宇宙2491”，2019 年發(fā)生在軌解體，外界分析認(rèn)為其可能遭受了空間碎片撞擊；

美國的軍用氣象衛(wèi)星DMSP-F13，2015 年由于蓄電池問題發(fā)生在軌解體，產(chǎn)生了大量空間碎片[7]；

2009 年，美國的銥星33 與俄羅斯的通信衛(wèi)星Cosmos2251 發(fā)生在軌撞擊而解體，在GEO 產(chǎn)生大量空間碎片[8]。

2 衛(wèi)星主要部組件在軌故障模式分析

衛(wèi)星在地面研制過程中，需經(jīng)歷從器件、設(shè)備到整星各類環(huán)境試驗和可靠性試驗，衛(wèi)星入軌后多數(shù)故障模式的發(fā)生概率變得極低。但由于新技術(shù)地面驗證不充分、工藝過程控制不穩(wěn)定/不到位以及空間環(huán)境影響等問題，衛(wèi)星在軌故障不可能完全消除。對近10 年來衛(wèi)星典型設(shè)備/部件在軌主要出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析提煉，歸納了如表1～表4 所示的主要在軌故障模式。

表1 衛(wèi)星主要微波產(chǎn)品在軌故障模式Table 1 On-orbit failure modes of major satellite microwave components

表2 衛(wèi)星主要供配電產(chǎn)品在軌故障模式Table 2 On-orbit failure modes of major satellite power components

表3 衛(wèi)星主要數(shù)管及熱控產(chǎn)品在軌故障模式Table 3 On-orbit failure modes of major data management and thermal control components

表4 衛(wèi)星主要姿軌控產(chǎn)品在軌故障模式Table 4 On-orbit failure modes of major attitude and orbit control components

表4（續(xù)）

3 在軌故障主要原因分析

總結(jié)近些年來報道的國內(nèi)外衛(wèi)星在軌發(fā)生的故障，其主要原因可以歸納為以下7 個方面：

1）衛(wèi)星新技術(shù)或新狀態(tài)地面驗證及可靠性試驗不充分

對衛(wèi)星采用的新技術(shù)或新狀態(tài)，由于缺乏全面認(rèn)識，在設(shè)計上存在薄弱環(huán)節(jié)，同時地面驗證未完全覆蓋衛(wèi)星在軌所有工作模式和工作環(huán)境，導(dǎo)致衛(wèi)星入軌后產(chǎn)品出現(xiàn)故障。主要案例有：

某衛(wèi)星的一小波束高增益滾降天線，由于反射面材料與極化柵板復(fù)合材料間熱膨脹匹配性設(shè)計不合理，而熱仿真建模時由于偏差未能反映出該熱不匹配性，導(dǎo)致衛(wèi)星入軌后，天線指向隨太陽光照，一天內(nèi)出現(xiàn)一定角度的東西偏轉(zhuǎn)。

另外，由于對衛(wèi)星高壓裸露導(dǎo)體絕緣設(shè)計不合理，導(dǎo)致在軌出現(xiàn)短路故障；指令接口電路由于抗干擾能力設(shè)計不足導(dǎo)致在軌工作不穩(wěn)定等。

2）新工藝或復(fù)雜工藝不穩(wěn)定

由于產(chǎn)品工藝復(fù)雜，過程控制難度大，工藝穩(wěn)定性不足，導(dǎo)致在軌暴露問題。主要案例有：

多顆衛(wèi)星在軌出現(xiàn)動量輪摩擦力矩變大或控制力矩陀螺轉(zhuǎn)速異常等問題。這是由于飛輪機(jī)構(gòu)制造工藝復(fù)雜、精度要求高，如果軸承內(nèi)部組件間匹配性不佳或軸承局部潤滑油出現(xiàn)堆積，隨著在軌運(yùn)轉(zhuǎn)時間的延長問題加劇，即會導(dǎo)致阻力矩及轉(zhuǎn)速異常。

某衛(wèi)星電推力器電源中的高壓屏柵電源模塊由于變壓器漆包線繞制工藝、高壓灌封工藝存在薄弱環(huán)節(jié)，導(dǎo)致衛(wèi)星入軌后，高壓模塊內(nèi)存在低壓環(huán)境，變壓器線圈發(fā)生介質(zhì)阻擋放電，致使漆包線損傷而短路失效。

3）對新器件特性認(rèn)識不充分及元器件質(zhì)量問題

部分衛(wèi)星在軌問題定位于對新器件的特性認(rèn)識不充分，地面試驗覆蓋不全，或元器件本身存在質(zhì)量問題，如瓷介電容開裂、電阻開路、運(yùn)放輸出特性變化、微波放大器性能衰退等。

對新器件特性認(rèn)識不充分導(dǎo)致在軌問題的主要案例有：某衛(wèi)星收發(fā)信機(jī)的某射頻MCM 模塊內(nèi)一功率放大器由于氫效應(yīng)作用導(dǎo)致夾斷電壓漂移，引起單機(jī)增益下降；某衛(wèi)星的S 頻段固放在軌工作后，由于GaN 功率器件存在柵金屬應(yīng)力，器件閾值電壓漂移，器件靜態(tài)和工作電流變大，器件柵控能力持續(xù)減弱，達(dá)到一定程度后器件工作電流超出單機(jī)的過流保護(hù)設(shè)計閾值，引起固放關(guān)機(jī)；大功率行波管在軌出現(xiàn)多起微放電導(dǎo)致行波管放大器關(guān)機(jī)故障，根本原因在于對行波管內(nèi)的電荷積累和微放電機(jī)理未研究透徹，導(dǎo)致未能從設(shè)計和工藝上予以完全消除。

因元器件質(zhì)量問題導(dǎo)致在軌故障的主要案例有：某衛(wèi)星的擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)在軌出現(xiàn)輸出功率下降，定位于功放電路前端的瓷介多層耦合電容開裂；某衛(wèi)星的擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)出現(xiàn)在軌關(guān)機(jī)故障，定位于單機(jī)厚膜電源內(nèi)部的某電阻阻值異常下降造成短路；某衛(wèi)星的控制分系統(tǒng)專用電源內(nèi)某電源模塊出現(xiàn)過流保護(hù)關(guān)機(jī)故障，定位于電源模塊輸出側(cè)的濾波電容出現(xiàn)短路失效，導(dǎo)致過流關(guān)機(jī)。

4）產(chǎn)品電裝調(diào)試、整星總裝過程中的質(zhì)量問題造成在軌故障

產(chǎn)品在電裝調(diào)試過程中，由于虛焊、膠接不良、射頻接地不良、存在多余物、射頻參數(shù)調(diào)試臨界等原因，造成在軌出現(xiàn)產(chǎn)品性能下降等故障；供電安全間距控制不到位、整星電纜網(wǎng)絕緣處理不當(dāng)時，在其他故障的誘發(fā)下會造成整星短路嚴(yán)重故障。

衛(wèi)星地面總裝操作不當(dāng)時，如果缺少有效檢測和試驗手段，將會導(dǎo)致在軌問題。例如：某衛(wèi)星入軌后出現(xiàn)星體外的熱控多層被掀起的情況，影響相應(yīng)敏感器性能；某衛(wèi)星在軌發(fā)生雙組元推進(jìn)系統(tǒng)推力器的氧燃管路接反情況，導(dǎo)致推進(jìn)系統(tǒng)故障。

5）空間輻射環(huán)境導(dǎo)致產(chǎn)品在軌不穩(wěn)定或故障

隨集成電路工藝的提升，元器件柵氧層厚度和節(jié)點寄生電容越來越小，因此器件受空間輻照總劑量影響越來越小，而對空間高能粒子引發(fā)的單粒子和充放電效應(yīng)越來越敏感。近些年空間輻射環(huán)境引起在軌問題較多的效應(yīng)主要有：

在單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)作用下，抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力低的SRAM 等存儲器、FPGA 易發(fā)生雙位或多位錯誤，引起單機(jī)復(fù)位或失鎖，如中心計算機(jī)、姿軌控計算機(jī)在軌復(fù)位問題，擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)的在軌失鎖問題等；單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)也會造成運(yùn)放、鎖存器等邏輯器件狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，引發(fā)單機(jī)狀態(tài)錯誤或誤觸發(fā)過流保護(hù)電路導(dǎo)致設(shè)備關(guān)機(jī)，如某衛(wèi)星的動量輪在軌掉電問題以及固放在軌關(guān)機(jī)問題。

單粒子瞬態(tài)效應(yīng)對單機(jī)內(nèi)部的敏感電路（如偏置電路等）產(chǎn)生影響，例如，某變頻器的電源模塊采用PWM 芯片UC1825A，在軌遭受LET 值大于5 MeV/(cm2·mg-1)的粒子照射時，單粒子瞬態(tài)效應(yīng)使此芯片發(fā)生輸出脈沖連續(xù)缺失情況，進(jìn)而造成自持供電電壓降低而使芯片功能關(guān)閉，最終導(dǎo)致產(chǎn)品關(guān)機(jī)。

高能粒子打入衛(wèi)星內(nèi)部，造成星內(nèi)電纜等積累電荷形成內(nèi)帶電，當(dāng)電荷積累到一定程度會發(fā)生放電，產(chǎn)生干擾脈沖，對弱信號通路或指令電路產(chǎn)生干擾，造成產(chǎn)品狀態(tài)變化或誤動作，例如：在軌出現(xiàn)的地球敏感器狀態(tài)跳變（由窄掃跳變?yōu)閷拻撸?、太陽電池陣?qū)動機(jī)構(gòu)狀態(tài)跳變等問題，便是姿軌控計算機(jī)與地球敏感器和太陽電池陣驅(qū)動機(jī)構(gòu)之間的電纜受到空間輻射內(nèi)帶電干擾所致；某接收機(jī)由于內(nèi)帶電放電產(chǎn)生的干擾造成關(guān)機(jī)指令電路誤動作，導(dǎo)致產(chǎn)品在軌異常關(guān)機(jī)。

6）軟件算法邏輯設(shè)計不合理、健壯性不足

近些年在軌衛(wèi)星的軟件問題主要體現(xiàn)在故障安全模式的邏輯設(shè)計、狀態(tài)切換設(shè)計不合理，軟件健壯性不足等。例如：某衛(wèi)星在由于星敏故障進(jìn)入姿軌控故障安全模式后，由于推力器頻繁噴氣故障報警時間設(shè)計得過長，且沒有設(shè)置衛(wèi)星角速度限值，造成衛(wèi)星快速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致星上大部件損傷；某衛(wèi)星在出現(xiàn)單粒子翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致高精度廣播頻發(fā)時，由于軟件健壯性不足，在一級總線上不斷接收到異常廣播數(shù)據(jù)，造成軟件頻繁中斷，影響及時“牽狗”，導(dǎo)致遙測異常。

7）地面指令操作不當(dāng)導(dǎo)致衛(wèi)星故障

地面站在進(jìn)行衛(wèi)星操作過程中，如果指令發(fā)送錯誤，會導(dǎo)致衛(wèi)星發(fā)生故障。

例如：某衛(wèi)星在完成南北位保點火后，由于地面發(fā)送指令錯誤，導(dǎo)致衛(wèi)星從位保模式轉(zhuǎn)正常模式過程中姿態(tài)超差，先后轉(zhuǎn)入姿軌控計算機(jī)硬件故障安全模式和太陽捕獲及對日定向安全模式，衛(wèi)星遙測中斷，影響了衛(wèi)星正常通信業(yè)務(wù)；某衛(wèi)星在進(jìn)行在軌程序修改注入時，由于新增功能模塊上注地址與原程序中其他功能模塊的內(nèi)存地址沖突，造成浮點計算TRAP 并引發(fā)姿軌控計算機(jī)連續(xù)復(fù)位，最終導(dǎo)致衛(wèi)星轉(zhuǎn)入安全模式。

4 主要措施建議

針對上述分析歸納的在軌故障主要原因，提出如下主要措施建議：

1）全面識別產(chǎn)品針對新技術(shù)及新狀態(tài)的設(shè)計要素、敏感環(huán)境因素，覆蓋各設(shè)計要素、在軌各工作環(huán)境、各工作狀態(tài)，做好性能試驗、環(huán)境適應(yīng)性試驗、鑒定試驗、可靠性試驗的設(shè)計，確保產(chǎn)品功能性能及可靠性的地面試驗覆蓋性和充分性。

2）加強(qiáng)新工藝的鑒定考核和復(fù)雜工藝的過程控制及質(zhì)量篩選。新工藝的鑒定考核應(yīng)全面覆蓋各飛行工作環(huán)境剖面和在軌各工作模式及工作狀態(tài)，試驗項目應(yīng)覆蓋部組件級及整機(jī)級。對于產(chǎn)品的復(fù)雜工藝環(huán)節(jié)，應(yīng)形成量化工藝參數(shù)及檢驗參數(shù)，嚴(yán)格產(chǎn)品篩選。

3）對新研元器件，全面識別其功能性能及可靠性影響要素，加強(qiáng)機(jī)理驗證、性能試驗、環(huán)境適應(yīng)性試驗、鑒定試驗、可靠性試驗、拉偏及摸底試驗以及壽命試驗的策劃和方案設(shè)計，開展充分的應(yīng)用驗證，通過全面的地面考核和應(yīng)用驗證后方可正式裝星飛行。

4）加強(qiáng)元器件篩選和質(zhì)量檢驗，根據(jù)各類器件的故障模式及特點，完善質(zhì)量檢驗要素和方法，及早發(fā)現(xiàn)元器件質(zhì)量隱患，避免元器件發(fā)生在軌故障。加強(qiáng)產(chǎn)品電裝調(diào)試過程中的質(zhì)量控制，做好電裝調(diào)試執(zhí)行工藝文件的審查確認(rèn)，細(xì)化量化各部組件各工序的工藝規(guī)程、檢驗方法和合格判據(jù)，對各類產(chǎn)品形成針對性的質(zhì)量檢驗表格。

5）做足新產(chǎn)品、新材料及新環(huán)境應(yīng)用的空間環(huán)境分析和適應(yīng)性設(shè)計。重點做好輻照累積損傷、單粒子效應(yīng)、低氣壓放電、微放電、靜電放電等空間環(huán)境效應(yīng)的分析及適應(yīng)性設(shè)計。對每一項新產(chǎn)品、新器件、新材料以及繼承產(chǎn)品在新環(huán)境下的應(yīng)用，應(yīng)逐一分析其對空間環(huán)境的敏感因素，對比其實際抗空間環(huán)境指標(biāo)和在軌實際環(huán)境條件。對在軌多發(fā)的單粒子翻轉(zhuǎn)及鎖定效應(yīng)、內(nèi)帶電放電干擾效應(yīng)等，必須做好相應(yīng)防護(hù)設(shè)計及地面驗證。

6）加強(qiáng)軟件算法的邏輯設(shè)計。特別應(yīng)做好在軌故障處理功能的設(shè)計及驗證，關(guān)鍵產(chǎn)品及功能的故障模式應(yīng)準(zhǔn)確且識別全面，故障報警判據(jù)設(shè)置應(yīng)合理，故障診斷應(yīng)盡量融合有效的多源數(shù)據(jù)，故障處理邏輯上應(yīng)避免簡單的過處理或欠處理，故障處理功能的地面驗證應(yīng)充分考慮在軌所有一重故障及各二重故障組合情況，覆蓋在軌各種運(yùn)行模式和約束。

7）重視在軌衛(wèi)星的地面操作規(guī)范性管理，完善衛(wèi)星的在軌操作防錯設(shè)計。主要包含以下幾方面：做好對衛(wèi)星地面操作方案及操作指令序列等文件的審查確認(rèn)；利用衛(wèi)星模擬器或相關(guān)分系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)，做好衛(wèi)星在軌操作的地面驗證，特別注意仿真模型、衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)和飛行環(huán)境的模擬一致性；對星上重要的控制指令或注入數(shù)據(jù)，星上軟件應(yīng)設(shè)置數(shù)據(jù)正確性校驗措施（數(shù)據(jù)格式里設(shè)置校驗位或設(shè)置數(shù)據(jù)范圍等），地面操控軟件也應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)正確性校驗措施。

5 結(jié)束語

由于新技術(shù)應(yīng)用、研制質(zhì)量問題、空間環(huán)境效應(yīng)等，衛(wèi)星在軌故障難以完全避免。為保證衛(wèi)星在軌高可靠、高穩(wěn)定運(yùn)行，衛(wèi)星從設(shè)計、生產(chǎn)到試驗全過程，從元器件、原材料到單機(jī)、整星各層面工作，必須全面識別和有效控制薄弱環(huán)節(jié)，盡量避免衛(wèi)星在軌出現(xiàn)故障；同時，做好衛(wèi)星在軌質(zhì)量問題歸零，以及故障模式的提煉和總結(jié)，形成故障模式庫，支持后續(xù)衛(wèi)星設(shè)計改進(jìn)。