氦質(zhì)譜正壓累積檢漏不確定度評定的最小二乘法應用研究

　　通過(guò)對中國小衛星所采用的氦質(zhì)譜正壓累積檢漏方法的分析，建立了正壓累積檢漏計算模型及不確定度評定模型。在試驗數據計算分析及不確定度分析中引入最小二乘法，提出了應用最小二乘法對一元一次方程的斜率進(jìn)行A類(lèi)及B類(lèi)不確定度評定的方法。通過(guò)實(shí)例展示了用不確定度評定的過(guò)程，驗證了計算模型及不確定度分析模型的正確性及有效性。

　　在中國航天器的研制過(guò)程中，為保證航天器推進(jìn)系統的密封性，提高在軌壽命周期，在一系列大型試驗后，均對航天器進(jìn)行整體檢漏，并經(jīng)常采用氦質(zhì)譜正壓累積檢漏方法。小衛星作為航天器新方向，具有尺寸小、重量輕的特點(diǎn)，但受限于推進(jìn)劑容量，壽命較短。因此，真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為更加科學(xué)、準確地測量推進(jìn)系統的密封性，對評估其在軌壽命至關(guān)重要。隨著(zhù)測量不確定度理論的發(fā)展，將小衛星檢漏的數據處理與不確定度評定相結合，成為提高試驗結果的科學(xué)性、準確性的主要方向。

　　最小二乘法是一種數學(xué)優(yōu)化技術(shù)。它通過(guò)最小化誤差的平方和尋找數據的最佳函數匹配。將大量的試驗數據利用最小二乘法進(jìn)行計算處理，并分析檢漏的不確定度，可以方便的計算各環(huán)節參數，并計算檢漏結果的不確定度。

　　本文將結合小衛星檢漏數據處理及不確定度評定的要求，對其中采用的最小二乘法進(jìn)行應用研究，并通過(guò)有代表性的檢漏試驗數據進(jìn)行應用驗證。

檢漏總不確定度評定

　　在某衛星檢漏全過(guò)程測試數據的基礎上，按照檢漏計算模型及不確定度模型進(jìn)行計算合成，確定各變量的計算值、不確定度分量值及其相對不確定度值。數據匯總見(jiàn)表7。由表中分析，對檢漏結果影響最大的因素為衛星漏率測量階段，通過(guò)進(jìn)一步對分量數據分析，由于衛星漏率接近系統最小可檢，來(lái)自檢漏設備的B類(lèi)不確定度影響較大，造成分量的相對不確定度貢獻率很大。關(guān)于此問(wèn)題的研究將另文探討。

表7 某衛星漏率計算及其不確定度評定

　　該衛星真空檢漏結果為8.2×10^-7，可認為是其真值。表7所示結果及其不確定度涵蓋真值，且接近真值，但合成不確定度較大，這一方面反映了計算和評定模型的客觀(guān)性，同時(shí)也反映了該方法在此量級測量不確定度較大的客觀(guān)事實(shí)。因此本文所論述的模型是正確且可行的。

結論

　　本文針對目前衛星檢漏中試驗數據的B類(lèi)不確定度對結果影響較大的情況，運用最小二乘理論，通過(guò)合理簡(jiǎn)化，提出了適用于一般線(xiàn)性模型中斜率的B類(lèi)不確定度計算方法，解決了最小二乘法計算B類(lèi)不確定度的理論瓶頸問(wèn)題。在此基礎上研究建立了衛星正壓累積檢漏的計算模型及不確定度分析模型，通過(guò)典型的試驗數據分析實(shí)例驗證了模型的正確性。

　　文中提出的一元一次線(xiàn)性模型參數的B類(lèi)不確定度計算模型，同樣適用于各類(lèi)符合線(xiàn)性關(guān)系的物理模型參數的不確定度評定。