氦质谱正压累积检漏不确定度评定的最小二乘法应用研究

　　通过对中国小卫星所采用的氦质谱正压累积检漏方法的分析，建立了正压累积检漏计算模型及不确定度评定模型。在试验数据计算分析及不确定度分析中引入最小二乘法，提出了应用最小二乘法对一元一次方程的斜率进行A类及B类不确定度评定的方法。通过实例展示了用不确定度评定的过程，验证了计算模型及不确定度分析模型的正确性及有效性。

　　在中国航天器的研制过程中，为保证航天器推进系统的密封性，提高在轨寿命周期，在一系列大型试验后，均对航天器进行整体检漏，并经常采用氦质谱正压累积检漏方法。小卫星作为航天器新方向，具有尺寸小、重量轻的特点，但受限于推进剂容量，寿命较短。因此，真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为更加科学、准确地测量推进系统的密封性，对评估其在轨寿命至关重要。随着测量不确定度理论的发展，将小卫星检漏的数据处理与不确定度评定相结合，成为提高试验结果的科学性、准确性的主要方向。

　　最小二乘法是一种数学优化技术。它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。将大量的试验数据利用最小二乘法进行计算处理，并分析检漏的不确定度，可以方便的计算各环节参数，并计算检漏结果的不确定度。

　　本文将结合小卫星检漏数据处理及不确定度评定的要求，对其中采用的最小二乘法进行应用研究，并通过有代表性的检漏试验数据进行应用验证。

检漏总不确定度评定

　　在某卫星检漏全过程测试数据的基础上，按照检漏计算模型及不确定度模型进行计算合成，确定各变量的计算值、不确定度分量值及其相对不确定度值。数据汇总见表7。由表中分析，对检漏结果影响最大的因素为卫星漏率测量阶段，通过进一步对分量数据分析，由于卫星漏率接近系统最小可检，来自检漏设备的B类不确定度影响较大，造成分量的相对不确定度贡献率很大。关于此问题的研究将另文探讨。

表7 某卫星漏率计算及其不确定度评定

　　该卫星真空检漏结果为8.2×10^-7，可认为是其真值。表7所示结果及其不确定度涵盖真值，且接近真值，但合成不确定度较大，这一方面反映了计算和评定模型的客观性，同时也反映了该方法在此量级测量不确定度较大的客观事实。因此本文所论述的模型是正确且可行的。

结论

　　本文针对目前卫星检漏中试验数据的B类不确定度对结果影响较大的情况，运用最小二乘理论，通过合理简化，提出了适用于一般线性模型中斜率的B类不确定度计算方法，解决了最小二乘法计算B类不确定度的理论瓶颈问题。在此基础上研究建立了卫星正压累积检漏的计算模型及不确定度分析模型，通过典型的试验数据分析实例验证了模型的正确性。

　　文中提出的一元一次线性模型参数的B类不确定度计算模型，同样适用于各类符合线性关系的物理模型参数的不确定度评定。