MATHEMATICAL APPARATUS FOR DETERMINING THE RELIABILITY OF PROJECTED SATELLITE COMMUNICATION STATIONS ON MOBILE OBJECTS
Authors: Пантенков Д.Г. , Литвиненко В.П. 
Published: July 2021

В настоящее время повсеместное применение находят системы спутниковой связи, позволяющие осуществлять информационно-командный обмен между различными удаленными абонентами как фиксированными, так и подвижными. Любая система спутниковой связи непременно состоит из земной станции спутниковой связи (ЗССС) и множества абонентских терминалов (АТм) различного базирования (авиационных, морских и т.д.) и вариантов исполнения (носимых, возимых, устанавливаемых на подвижных объектах и т.д.). При этом зачастую особо важную роль играет качество разрабатываемых технических систем и устройств, непосредственным образом влияющее на эффективность решения поставленных целевых задач объектов, в состав которых входит данное оборудование. В статье под качеством оборудования понимается его надежность при эксплуатации, которая поддается количественной оценке, зависящей от целого ряда факторов. Представлены основные подходы к решению поставленной задачи, приведены ключевые требования к надежности ССС, а также представлен методический аппарат для определения надежности с учетом специфики решаемой задачи. Целью статьи является разработка научно-методического аппарата оценки показателей надёжности проектируемых станций спутниковой связи. Методический аппарат учитывает основные функционально связанные между собой показатели надёжности - время средней наработки на отказ, среднее время восстановления, коэффициент готовности изделия. Методические положения выполнения расчётов для формирования программы обеспечения надежности (ПОН) базируются на последовательном определении состава и структурной схемы надёжности (ССН) изделия, математической модели для каждого элемента и изделия в целом, определяющей основные расчётные соотношения для определения программы обеспечения надежности, учитывают основные технические ограничения. Оценка показателей надёжности компонентов (элементов, устройств) изделия осуществляется по иерархии структурной схемы надежности «снизу-вверх», поэтому значения показателей надёжности компонентов нижележащего уровня являются исходными данными для вычисления значений показателей надёжности компонентов вышележащего уровня. Разработанная методика является универсальной, инвариантной к входным параметрам и может быть применена для других систем (станций) из состава радиолинии спутниковой радиосвязи. Практическая значимость статьи заключается в возможности получения количественных оценок показателей надежности спутниковых станций еще на этапе ведения аванпроекта при обосновании проектных параметров аппаратуры или формирования тактико-технических заданий (ТТЗ) на выполнение опытно-конструкторских работ (ОКР)
Currently, satellite communication systems are widely used, allowing information and command exchange between different remote subscribers, both fixed and mobile. Some satellite communication system necessarily consists of a terrestrial satellite communication station and a plurality of user terminals of various origins (aviation, marine, etc.) and versions (wearable, carried, installed on mobile facilities, etc.). At the same time, the quality of the developed technical systems and devices often plays a particularly important role, which directly affects the effectiveness of solving the assigned target tasks of the facilities that include this equipment. In this article, the quality of equipment is understood as its reliability during operation, which is quantifiable, depending on a number of factors. We present the main approaches to solving the problem, we give the main requirements for the reliability of the SCS, and we present the methodological apparatus for determining reliability, taking into account the specifics of the problem being solved. The purpose of the article is to develop a scientific and methodological apparatus for assessing the reliability indicators of the designed satellite communication stations. The methodological apparatus takes into account the main functionally related reliability indicators - mean time between failures, average recovery time, and article readiness factor. The methodological provisions of the calculations for the formation of the reliability assurance program are based on the sequential determination of the composition and structural reliability scheme of the product, the mathematical model for each element and the product as a whole, which determines the main calculation relationships for determining the reliability assurance program, take into account the main technical limitations. Evaluation of reliability indicators of components (elements, devices) of the product is carried out according to the hierarchy of the structural reliability scheme "bottom-up," therefore, the values of reliability indicators of components of the lower level are initial data for calculating the values of reliability indicators of components of the higher level. The developed technique is universal, invariant to input parameters and can be applied to other systems (stations) from the radio link of satellite radio communication. The practical significance of the article is the possibility of obtaining quantitative estimates of reliability indicators of satellite stations even at the stage of conducting an advance project when justifying the design parameters of the equipment or forming tactical and technical tasks for development work