摘要
面对日益严峻的航天竞争压力,传统“烟囱式”的遥感卫星装备研发模式难以为继,如何协调装备研制与体系建设之间的关系,形成科学、协同的体系化发展策略是我国目前管理和工程等领域的重点研究方向。遥感卫星装备科研建设过程是个高风险、高投入的复杂大系统,科学合理的为装备论证提供决策信息支撑是迫切需要的,而体系贡献度评估作为一种装备贡献作用的量化分析方法,因具有结构原理简单、解释能力强和定制化优势,已逐渐成为研究学者致力于探索的新兴决策支持工具。与此同时,遥感卫星装备在特殊应用、民用和商用领域均具有较大的应用需求,片面的从特殊任务角度探讨装备贡献影响不具备充分客观性,所以将体系贡献度评估与装备的多维性应用背景相结合就显得愈发重要。本文以遥感卫星装备多维体系贡献度评估为研究对象,深入剖析其作用机理,设计面向应用体系、技术体系和特殊任务体系的评估技术,进而提出综合性的实施策略,对于推进体系贡献度评估在遥感卫星装备科研建设活动中的落地见效具有重要意义。 首先,本文研究了遥感卫星装备多维体系贡献度评估的理论框架。从内涵、基本概念、数学模型和实施步骤等方面论文研究中涉及到的体系贡献度评估基础进行了详细介绍;通过梳理国内外研究成果,对遥感卫星装备多维体系贡献度评估的内涵和特征进行了界定和描述;基于决策工具开发和评估链条视角明确了“规划设计—技术开发与仿真分析—实施应用”的研究范式,构建了论文研究的理论框架。 其次,本文研究了遥感卫星装备多维体系贡献度评估的作用机理。详细阐述了遥感卫星装备的多维作用体系特征与关联关系,进而明确了评估技术多维性研究内涵;并通过对评估流程、作用阶段和作用主体分别进行归纳和分析,明确了评估技术开发的核心要素;在此基础上,利用扎根理论和物理-事理-人理方法论(WSR)系统地对作用主体之间协作的影响因素进行识别与分析,总体上指导了评估技术的开发。 第三,本文研究了两种面向应用体系的遥感卫星装备多维体系贡献度评估技术。探究了复杂遥感应用需求的综合过程,并明确了基于应用需求的遥感卫星应用体系建模方法;通过设计相关评估框架,确定了MATLAB平台联合SKT软件的仿真系统设计思路,综合实现以应用需求满足度为标准的评估技术研究;阐述了评估技术的改进思路,并提出以装备间影响关系为评估对象的设计思想,通过模糊影响图刻画了基于应用能力的遥感卫星应用体系结构,综合实现了以应用能力为标准的评估技术研究;在此基础上,通过仿真验证了本文所提出两种评估技术的实际应用效果。 第四,本文研究了面向技术体系的遥感卫星装备体系贡献度评估技术。从结构层面分析了体系内部的层级映射关系,基于装备技术共现网络构建了遥感卫星技术体系模型;基于装备关键技术对评估效率的优化作用,结合k-shell分解算法和网络节点信息熵提出了遥感卫星装备关键技术的排序和识别方法;利用基于置信规则库的证据推理方法构建了以体系能力效用为标准的评估框架,并界定了三种视角下的装备技术贡献内涵;在此基础上,通过仿真验证了本文所提出评估技术具有科学性和有效性。 第五,本文研究了面向特殊任务体系的遥感卫星装备体系贡献度评估技术。阐述了动态评估目标,并设计了基于探索性仿真分析的评估流程和装备贡献试验框架;引入超视距飞行任务作为探索性分析案例,并构建了面向特殊任务的仿真模型库;基于滚动时域方法和影响图刻画超视距飞行任务的进行过程,提出了包含态势评估和机动决策的人因决策算法。在此基础上,基于MATLAB平台搭建超视距飞行任务仿真系统,通过多种任务设定方案验证了评估技术具有需求—结构—求解的一致性。 最后,本文研究了遥感卫星装备多维体系贡献度评估的实施策略。总结出了4种评估技术仿真结果的应用方法,并提出了多维性评估结果的综合应用原则;探索构建了一种体系贡献度主导的遥感卫星科研管理系统,通过分析系统的形成条件、形成过程和形成动力,明晰了评估技术的管理架构;从完善国家宏观顶层设计、加强科技服务支撑体系和增强评估知识源头供给三方面提出了评估工作的保障措施。