批產衛星驗證技術分析

姚延風，范 為，王 偉

（中國空間技術研究院 通信與導航衛星總體部，北京 100094）

0 引言

近年來，圍繞低軌衛星互聯網星座掀起新一輪太空經濟熱潮。在需求和市場牽引下，國外知名企業，如銥星公司、SpaceX 公司和OneWeb 公司，相繼推出了Iridium、Starlink 和OneWeb 等批產化低軌星座項目。截至2022 年2 月13 日，Starlink 星座共完成36 次發射，累計部署2091 顆衛星；OneWeb 星座完成13 次發射，在軌部署衛星總數達到428 顆。大規模低軌星座已進入批量實際部署階段。作為信息化時代的重要支撐，未來低軌星座的經濟效應、社會效應將是無比巨大的。由于低軌星座的先入為主性以及頻率、軌道資源的稀缺性，衛星互聯網星座建設日益成為航天強國競爭的熱點領域。

“驗證”作為航天器研制流程中的一項重要工作，是采用分析、試驗、檢驗、演示、相似性等方法提供客觀證據，確認交付使用的航天器組件、分系統和系統符合規定的功能、性能和設計要求的過程。驗證工作貫穿航天器研制階段，驗證的合理性和有效性對整個系統的成敗、研制成本及研制周期都有著至關重要的影響。

Iridium、Starlink 等國外商業低軌星座開展了大量面向批產驗證的研究與實踐工作，取得了顯著成果。國內空間互聯網星座處于系統構建的籌備階段，衛星技術狀態新，關鍵技術及關鍵單機多，星座還面臨組批生產和高密集發射的嚴峻挑戰。傳統單顆或小批量衛星的驗證模式無法滿足批產衛星短周期、低成本、大規模的驗證需求，亟需優化驗證方法和流程，開展批產衛星驗證技術研究。

本文對國外批產衛星的驗證技術進行調研分析，從驗證基線、驗證方法、驗證裝配級、驗證理念等方面，分析梳理批產衛星驗證設計的技術要點，最后提出批產衛星驗證技術的發展建議。

1 國外批產衛星驗證技術調研

1.1 銥星系統（Iridium）

“銥星二代”（Iridium Next）是典型的批產衛星，包括66 顆入軌組網星、6 顆在軌備份星、9 顆地面備份星，用于提供全時域的移動通信服務，系統于2019 年1 月全面建成，主承包商為泰雷茲?阿萊尼亞宇航公司。Iridium 項目為實現低成本和快速生產，采取了面向生產的設計、利用動態仿真進行生產管理、大量運用COTS 部件等措施。衛星驗證設計采用如下策略：

1）整個衛星總裝分為模塊、組件、艙板、載荷和整星5 個層級；環境試驗應在生產階段完成，并盡量在低裝配級（模塊、組件）進行，以便盡早檢測出制造工藝問題和潛在缺陷；

2）根據成熟度將衛星分為鑒定星、初期批產星和全面批產星3 個階段，整星級試驗項目可隨著衛星成熟度的增加逐漸裁剪，但為了盡早發現問題，組件/模塊級的環境試驗項目一般不允許裁剪；

3）在衛星設計伊始，即成立由總體、總裝、試驗、可靠性、元器件等多專業背景的專家組成的“可測試性專家組”（DFT team），開展從模塊到整星各層級的可測試性設計；目的在于用最少的時間和最小的花費完成測試，發現缺陷并進行隔離，提升測試及試驗的有效性；

4）為提高測試效率，盡可能減少外接測試設備的使用，降低測試花費，從集成電路模塊到整星級的測試都依據標準IEEE 1149.1-1990 規定的“邊界掃描技術”進行，包括“內建自測試”（built-in test）和“互聯測試”（interconnect）。

1.2 全球星（GlobalStar）

“全球星”（Globalstar）系統由56 顆衛星（含8 顆備份星）組成，所有衛星要求在2 年內完成總裝、測試和發射，GlobalStar 二代星座系統于2013 年部署完成。針對試驗驗證，承包商泰雷茲?阿萊尼亞宇航公司制定了“適應高生產率的試驗計劃”，具體驗證策略如下：

衛星試驗計劃由鑒定星和飛行星組成，第1 顆GlobalStar 星是工程鑒定星，進行全面的鑒定試驗，目的是驗證衛星是否滿足性能要求和驗證設計裕度，以驗證后續飛行星生產階段的裝配、總裝和試驗的程序。飛行星的測試和試驗在權衡技術風險、可靠性和進度要求后進行了簡化，僅進行驗收試驗，且只保留了隨機振動試驗和熱循環試驗作為暴露飛行產品缺陷的試驗項目，目的是驗證制造工藝，并確認衛星在總裝及驗收試驗中無潛在缺陷，可以運往發射場發射。

為了適應高生產速度的緊迫要求，飛行星試驗根據以下假設進行了簡化：

1）試驗盡量在低裝配級（單機、組件、模塊）進行，以盡早篩選出產品的制造及工藝缺陷；

2）限制整星級試驗的數量和復雜程度，只有在其他較低裝配級不能很好地驗證時，才在整星級進行驗證，以避免重復試驗；

3）系統級試驗程序由組件/分系統試驗中相似的程序導出；

4）使用與組件/分系統級相同的電氣和機械的地面保障設備或由它們導出，便于試驗結果的比較和評估；

5）為系統級試驗留有易于操作的專用接口。

1.3 星鏈（Starlink）

“星鏈”（Starlink）是目前部署衛星數量最多的衛星互聯網系統。Starlink 采取自主研制的策略，衛星的設計、生產及AIT 全過程都由SpaceX 公司負責。關于Starlink 的研制驗證流程，SpaceX 公司對外未正式披露直接相關內容，根據廣泛調研，只有零散幾點線索供參考：

1）Starlink 關注體系級質量保證，提升單星故障容錯性?？紤]到巨型低軌星座規模大，單點失效不足以引發系統性運行風險，且可通過快速部署加以彌補，因此不再單純追求以單星冗余設計及高等級器件保證系統的高可靠性，而是以任務需求為牽引，通過星座系統級冗余設計和故障可恢復設計保障任務的執行。

2）繼承成熟產品，簡化驗證環節，力爭快速將產品投入市場。Starlink 一期衛星的星敏感器繼承了SpaceX 龍飛船的設計經驗，從而避免了重新研發并降低了成本；僅用1 年左右的時間，相繼完成了原型星發射、在軌測試和方案修正，并迅速完成60 顆試驗星的重新設計、生產線組建與批量研制發射。因此推斷其在研制流程、特別是在驗證環節應當進行了幅度不小的簡化。

3）Starlink 采用Web 服務開發理念，注重在軌驗證，實現迭代式能力升級。SpaceX 公司把衛星更多地視作數據中心里布設的服務器，而非一個專用的航天器。在星座運行過程中，研究團隊采取類似Web 服務的開發方案，即在星座的一小簇衛星上開展某項測試，如果在測試時發現問題，即暫停運行、改進設計、重置軟件并重新測試。這是航天器功能開發理念的巨大變化，對于系統快速迭代至關重要。

4）創新商用現貨產品（COTS）的質量保證要求，實現降本增效。SpaceX 公司在Starlink 衛星的研制過程中使用部分商用現貨產品以降低成本，并結合航天任務需求制定了商用塑封器件質量保證試驗流程，采用器件級和板級試驗相結合的用戶級“批接收篩選試驗+單板考核試驗”的質量保證模式。另外，從試驗項目的設計來看，與傳統宇航級器件篩選要求不同，增加了板級電性能測試、加電溫度循環、連續監測的板級穩態老煉試驗等項目，以確保系統可靠性。

1.4 試驗效率研究情況

根據航天器地面試驗及故障情況，研究試驗有效性，改進驗證方法，是一項重要和有意義的工作。美國相關研究人員對其負責的航天器試驗中發現的主要問題進行了統計分析，結果如下：

1）系統級試驗中，熱試驗暴露的質量問題占比約為80%，力學試驗暴露問題占比約20%，EMC 試驗基本未暴露質量問題，如圖1 所示，其中橫坐標括號內數值表示該項目暴露問題個數。

圖1 系統級試驗發現問題比例Fig. 1 Proportion of problems found in system-level tests

2）各分系統組件級試驗中，熱試驗暴露質量占比在80%以上，力學試驗占比15%，少量質量問題由EMC 暴露（如圖2 所示）。

圖2 組件級試驗發現問題比例Fig. 2 Proportion of problems found in component-level tests

由此可知，熱試驗對暴露航天產品質量問題最為有效，力學試驗次之。上述質量問題統計基于傳統研制模式下的航天器，針對批產衛星試驗效率的研究未檢索到相關文獻，但上述調研數據對于技術狀態較新批產星初級的設計鑒定和后期驗收篩選具有重大的參考價值。

1.5 小結

通過對國外批產衛星驗證技術的調研分析，發現批產衛星驗證策略具有如下特點：

1）項目前期投產工程鑒定星，對衛星的功能性能及設計裕度進行全面鑒定，主要面向“設計驗證”，同時作為后續批產星的研制基線；

2）隨著衛星技術成熟度的提升，批產星的驗證項目逐步裁剪，過渡到檢查在衛星裝配、總裝階段和環境影響可能帶來的工藝問題，主要面向“工藝驗證”，以適應批產化的驗證需求；

3）衛星驗證采用分級驗證策略，由低裝配級到高裝配級驗證項目逐步減少，在低裝配級加嚴考核，避免將技術風險引入高裝配級，有效控制項目技術及進度風險；

4）注重商用COTS 器件的應用，加強質量控制與篩選試驗以確?？煽啃浴?/p>

此外，開展試驗有效性研究可為批產衛星試驗策略優化提供重要的參考和依據。

2 批產衛星驗證技術要點分析

2.1 驗證基線

目前國外的驗證標準，包括美軍標SMC-S-016（2014 版）、哥達德航天中心標準GSFC-STD-7000（2005 版）、NASA 標準NASA-STD-7000 系列、歐空局標準ECSS-E-ST-10-03C（2012 版）等，其試驗要求仍針對傳統航天器研制模式。批產衛星的系統級測試驗證標準未檢索到。

SMC-S-016 與Iridium/GlobalStar 等批產衛星系統鑒定級和驗收級驗證基線對比分別如表1 和表2 所示。其中：R 為“要求的”試驗，指要求必做的試驗；ER 為“經評價要求的”試驗，指根據產品的具體研制情況來選擇做的試驗；“—”表示標準中未列出/未明確規定要做的試驗項目；“*”表示Iridium試驗基線中未具體給出太陽電池陣展開試驗和熱循環的試驗順序，但公開資料顯示其進行了熱循環和太陽電池陣展開試驗。

表1 SMC-S-016（2014 版）與Iridium/GlobalStar 系統級試驗基線對比（鑒定級)Table 1 Comparison between SMC-S-016(2014 version) and Iridium/GlobalStar system-level test baseline (qualification level)

表2 SMC-S-016（2014 版）與Iridium/GlobalStar 系統級試驗基線對比（驗收級)Table 2 Comparison between SMC-S-016(2014 version) and Iridium/GlobalStar system-level test baseline (acceptance level)

對比分析可以發現，傳統航天器的驗證模式對批產衛星具有重大的借鑒意義。

1）Iridium/GlobalStar 采用鑒定星+批產星/飛行星的研制模式明顯借鑒了美軍標規定的“鑒定+驗收”的驗證策略，即鑒定星對應鑒定試驗，批產星/飛行星對應驗收試驗。

2）通過對試驗項目對比分析，可發現美軍標規定的試驗項目基本可以覆蓋Iridium/GlobalStar 衛星的試驗項目，只是在個別試驗項目和試驗順序上有所區別，具體如下：

①美軍標規定及傳統衛星試驗一般遵循“先力后熱”的試驗順序，目的在于和飛行時序保持一致，先經歷運載火箭主動段的力學環境考核，再經歷在軌熱環境考核；而Iridium 和GlobalStar 等批產衛星普遍采用“先熱后力”的試驗順序，一是基于研制流程優化的考慮，避免對太陽電池陣等不參加熱試驗設備的反復拆裝；二是基于熱試驗暴露質量問題更加有效，提前開展有助于盡早發現問題。

②關于熱試驗項目，Iridium 和GlobalStar 的鑒定星均進行了完整的熱平衡/熱真空試驗，而批產星不做熱平衡，與美軍標保持一致。區別在于，鑒定星還增加了整星熱循環試驗，后續批產星/飛行星用熱循環替代熱真空試驗，而傳統衛星一般只在組件級進行熱循環試驗。究其原因，一是熱循環試驗對試驗資源需求較低，可以節約成本，二是在鑒定星安排熱循環試驗可以驗證獲取試驗數據、驗證試驗方法，為后續批產星積累數據。

③關于隨機振動/噪聲試驗，一般按照航天器大小進行劃分，大型航天器做噪聲試驗，小型則做隨機振動。大型和小型是以航天器質量大小劃分，但劃分標準并不統一（例如美軍標規定180 kg 為界，戈達德通用規范規定450 kg 為界），只能說質量密集型航天器宜用隨機振動代替聲試驗，而具有面積質量比較大的航天器做聲試驗更為合理。Iridium/Iridium Next 衛星發射質量為689 kg/860 kg，因此安排噪聲試驗；GlobalStar 衛星發射質量450 kg，處于臨界值，因此在鑒定星中安排了隨機振動/噪聲試驗，在獲取試驗數據后，用試驗成本較低的隨機振動試驗替代噪聲試驗。

④關于沖擊試驗，航天器的沖擊源多數由火工品爆炸產生，包括星上太陽電池陣和天線的壓緊裝置，以及用于衛星與運載器脫離的火工品。對于低軌互聯網衛星，衛星與運載大多采用點式火工品連接，沖擊量級可達上千，分離沖擊成為衛星首要考慮的沖擊環境。此外，對于新研航天器平臺，首發型號的對接、分離沖擊試驗是必做的，它不僅是環境試驗，同時也是對接流程和分離性能的驗證考核，后續型號如果連接狀態不變，沖擊試驗可以不做。Iridium 和GlobalStar 鑒定星和批產星的驗證策略充分體現了上述思路。

⑤功能和性能試驗是一項重要試驗，它是航天器在環境試驗前、后性能指標是否滿足設計要求的判據，幾乎所有衛星分系統都要參與該試驗，試驗周期較長。批產衛星普遍采用分級測試的模式，合理進行測試項目劃分。在保證測試覆蓋性的前提下，限制整星級試驗數目和復雜程度，只有當在其他較低裝配級不能很好地進行驗證的項目才在整星級進行，避免重復低裝配級已進行過的試驗。

⑥電磁兼容試驗在國外標準中都不是必做的驗收試驗項目，但在首發航天器的鑒定試驗中一般必須要做。Iridium/GlobalStar 同樣采納了上述思路，在鑒定星中安排了電磁兼容試驗，積累試驗數據，摸索電磁兼容設計及處理方法，待后續批產星平臺及載荷狀態固化后，再取消電磁兼容試驗。

⑦模態試驗不是較為常見的一種試驗，一般是在通過分析預示難以準確獲取結構動態特性的情況下開展。傳統大衛星主結構和次級結構形式復雜，因此模態試驗有其必要性。而批產衛星普遍采用箱板式或框架式的結構，結構傳力路徑相對簡單，通過分析可以比較準確地預示結構動態特性；另外，通過正弦振動試驗同樣可以達到上述目的，故批產衛星可以取消模態試驗。

2.2 驗證方法

從驗證策略和驗證基線（矩陣）來看，除了試驗驗證外，批產衛星廣泛使用了檢驗、演示、相似性等驗證方法，充分體現了多種驗證方法的綜合運用。

檢驗廣泛用于產品的制造、鑒定、驗收、總裝和使用前檢查等各階段，通常使用目視與儀器測量方式判定產品的物理特性（例如構造特征、外觀、標識等）、接口與設計圖樣、工藝要求是否一致；

演示是指采用帶有模擬器的真實硬件或軟件在模擬的運行狀態下進行產品工作性能和要求檢查的方法，如廣泛使用的衛星模擬器、模擬應答機開展的測控對接試驗。Iridium Next 星座項目人員基于Thales 公司構建模塊——K2 模擬器內核級OCOE-6 監測系統（如圖3 所示）開發了一系列用于各項測試的模擬器和地面電氣支持設備（EGSE），模擬器和EGSE 支持平臺軟件、星上綜合電子、有效載荷、星上電源的驗證與調試，同時支持衛星在軌運行仿真。

圖3 Iridium Next 項目模擬器和EGSEFig. 3 Iridium Next project simulator and EGSE

相似性驗證可以認為是一種經驗的分析驗證方法，通過證明所需驗證的產品相似于另一個已經按等效的或更嚴格的要求進行過驗證的產品，從而確認所需驗證的產品滿足要求。國內外各類航天器（包括傳統航天器和批產衛星）“鑒定試驗+驗收試驗”的驗證模式充分體現了相似性驗證的有效性，即根據鑒定試驗的結果，利用相似性適用的準則，對部組件、系統級驗收試驗項目和試驗量級進行合理裁剪，確保達到驗證目的。經過分析，批產衛星相似性驗證具有自身的優勢：1）批產低軌衛星樣本數較大，一般經過鑒定星→初期批產星→全面批產星的研制歷程，且一般驗證重心前移，在部組件進行了充分的試驗考核，數據積累完善；2）批產衛星采用生產線模式，生產制造、供貨廠商相對固化，衛星狀態質量穩定性較好。

2.3 驗證的裝配級選擇

航天系統一般采用金字塔型的分級驗證策略，即從組成系統的低層次裝配級開始，到較高層次的裝配級，最后進行系統的驗證。這樣可將問題在較低層次上盡早暴露，從而有效降低成本和計劃進度上的風險，同時，驗證方法在技術和資源上也更容易實現。

從Starlink、Iridium Next 和OneWeb 等批產衛星的驗證特點來看，目前中間裝配級的試驗逐漸向系統級和元器件/部組件級轉移，分系統級驗證逐步弱化，從而將質量控制重心前移，規避項目進度和技術風險。下面重點對元器件、組件、分系統裝配級驗證和驗證理念進行分析，系統級驗證不再贅述。

2.3.1 元器件級

SpaceX 公司結合航天任務實際要求、NASA 的規范指南及工業標準，簡化元器件級試驗項目，增加板級試驗項目，系統可靠性和宇航適用性的質量保證要求并未降低，其主要區別和改進體現在4 個方面：1）選用準入的范圍。元器件選用基于具體宇航任務應用條件，工業級、汽車級等質量控制水平穩定的商用塑封器件在通過可靠性篩選試驗后也可作為商業航天的候選元器件。2）禁限用工藝的應對措施。對于商用塑封器件中存在的宇航禁限用工藝問題，不是一票否決棄用，而是考慮采用風險分析、工藝再處理、外部加固處理等多種措施支撐可靠應用。3）抗輻射要求的考慮。對于空間環境較好的任務，在質量保證中不再進行商用塑封器件的抗輻射試驗評估，而是在選型控制階段基于應用風險考慮抗輻射問題的處理。4）試驗方案的設計。在試驗流程、項目和條件的設計方面，以選用合理性分析和批量采購為前提，考慮任務實際工況，裁剪非必要的器件級試驗，結合應用條件增加板級篩選試驗、板級接收和考核試驗，減少或合并抽樣數量；針對商用塑封器件的封裝缺陷，增加潮濕敏感性分級測試、加電溫度循環和板級振動試驗等項目。

2.3.2 組件級

為確保組批生產效率，批產衛星對組件級產品的供貨穩定性和質量一致性提出了更高要求。例如，OneWeb 為控制產品質量，大幅減少供應商數量，由供應商對交付部組件質量負責，一般不對供應商部組件進行驗收測試。Sodern 公司為OneWeb低軌星座專門設計了低成本的Auriga 星敏。該星敏由一般EEE（電工、電子、電氣）元器件、FPGA、光電器件和機械部件等構成；在生產時覆蓋了一般電子裝聯、光電性能調試、機加、表面處理等航天常用工藝；在驗證軟件功能時需要引入整星姿軌控分系統（AOCS）進行分系統/整星級聯調聯試，具有較好的代表性。

Auriga 星敏元器件按照空間環境敏感性和重要性實行了分層級的選用，部分器件選用了工業級器件，但需符合相關標準的驗證要求，在降低成本的同時確保了產品的質量，如表3 所示。

表3 Auriga 星敏元器件選用說明Table 3 Instructions for component selections for Auriga star sensor

Auriga 星敏在模塊級完成環境試驗篩選和性能測試，整機進行裝配和最終性能測試，其制造流程如圖4 所示。在產品交付時，環境試驗僅作隨機振動和熱校準穩定性測試，簡化了試驗流程（如圖5 所示），從而以傳統高軌星敏20～30 件/年的資源，實現了Auriga 星敏 1500～3000 件/年的生產能力。

圖4 Auriga 星敏制造流程Fig. 4 Manufacturing process of Auriga star sensor

圖5 Auriga 星敏驗收流程Fig. 5 Acceptance process of Auriga star sensor

2.3.3 分系統級

目前，國外批產衛星普遍采取組件產品供應商采購模式，衛星批產后組件直接進入整星AIT，以往分系統的概念已逐步模糊，因此分系統級的驗證基本已被組件級或系統級驗證替代。對于技術狀態較新的鑒定星/首發星，星上電子設備功能和性能驗證可通過系統級地面驗證平臺（Verification Platform for Interface &Software, VPI）實現。Iridium Next 衛星有3 類地面測試平臺，數字式測試臺（numerical bench）、配備真實星載計算機的混合測試臺（hybrid bench with real OBC）和配備模擬計算機的混合測試臺（hybrid bench with emulated OBC）。

以數字式測試臺為例，支持星上綜合電子驗證、地面AIT 和衛星在軌操作流程準備功能，參見圖6。

圖6 Iridium Next 衛星數字式測試臺組成Fig. 6 Configuration of digital test bench for Iridium Next satellite

2.3.4 驗證理念

SpaceX 公司將互聯網思維和硅谷模式引入到航天產業，采用“漸進迭代”的系統工程論模型，在成本、技術、周期三者約束的全局優化中實現平衡。傳統的系統工程認為，應在前期設計中暴露盡可能多的風險，以降低錯誤成本，但這將耗費大量的時間和人力成本，導致項目周期變長。反觀SpaceX 則更注重綜合成本的考量，其突出特點是縮減初始產品研制周期，前期產品不注重全部功能的集成，適度放寬某些技術指標的可靠性要求，壓縮迭代循環周期，通過多次設計改進實現優化。這一模式將資金成本在時間維度上分割，技術人員在產品試錯過程中積累大量經驗，從而在后續生產中提升產品質量水平與可靠性，體現出綜合成本優勢。

傳統模型與SpaceX 考慮綜合成本模型的對比如圖7 所示。

圖7 考慮資金成本的傳統模型與SpaceX 考慮綜合成本的模型對比Fig. 7 Traditional model considering capital cost vs. SpaceX model considering comprehensive cost

基于上述思想，SpaceX 在前期快速生產的產品和最終產品往往有著巨大的區別。以Starlink 衛星為例：2018 年2 月，SpaceX 發射2 顆Starlink 技術試驗衛星（Microsat-2a/2b），主要驗證Ku、Ka 頻段的衛星固定通信業務和星間通信業務、波束切換與管理等，衛星采用梯形壁掛式設計，質量400 kg；而2019 年5 月一箭60 星發射的第1 組Starlink 星座（稱為V0.9 版本），衛星構型發生巨大變化，采用堆疊式平板構型，發射質量227 kg，主要對新型氪工質霍爾電推進、新型堆疊壓緊釋放機構、新型低成本平板相控陣天線等關鍵技術進行驗證；后續針對天文學界提出的Starlink 衛星可能影響天文觀測的問題，SpaceX 公司在后續批發射的衛星中增加了遮光板，改善了星表處理工藝，同時對衛星載荷功能進行加強，形成V1.0 版本（如圖8 所示）。

圖8 Starlink 衛星演化流程Fig. 8 Evolution process of Starlink satellites

3 對批產衛星驗證技術的思考與建議

本文通過分析國外批產衛星驗證策略的發展現狀和技術特點，對批產衛星驗證技術的發展提出以下思考與建議：

1）完善批產航天器的驗證標準體系。目前，國內外主要航天器驗證標準仍以傳統航天器研制模式為主，未針對批產衛星驗證進行規定。我國在具有批產特點的微納衛星（質量＜100 kg）試驗優化上進行有益探索并頒布了相關標準（GB/T 38027—2019《微納衛星試驗要求》），但低軌互聯網衛星一般屬于小衛星范疇（質量100～1000 kg），因此該標準的適用性還有待深入研究和實踐應用；此外，該標準僅規定了微納衛星的試驗要求，對于批產衛星驗證工作如何策劃，驗證方法、驗證裝配級、驗證模型如何選擇和確定等頂層需求沒有明確規定。應結合我國在現有標準編制及航天器驗證工作中已積累的經驗，逐步建立適用于批產航天器驗證的頂層標準體系。

2）深入挖掘批產星座系統建設模式。低軌星座具有項目投資巨大、技術復雜、迭代更新快等顯著特點，對系統的批產設計及驗證提出了更高要求。從國外建成、在建及規劃的中低軌星座系統來看，除SpaceX 公司堅持自主研發策略外，均選擇單一的成熟衛星制造商作為主承包商、衛星平臺基于單一成熟高可靠平臺、載荷全球訂購或貨架采購的建設模式，其中泰雷茲?阿萊尼亞公司基于其成熟的EliTeBus-1000 平臺，承擔Iridium-Next、GlobalStar-2、O3b、Lightspeed 四大系統建設任務，目的在于充分利用承包商現有的成熟技術和供應鏈體系，確保衛星技術狀態及接口狀態受控，盡可能降低系統的技術和進度風險，實現系統性能與成本的綜合最優。

3）制定并實踐符合國情的批產衛星驗證策略。批產衛星驗證需要綜合權衡技術水平、周期、成本和風險等多方面因素的影響，尋求平衡的解決方案。為此，需要在各項約束條件下，加強驗證設計的針對性與有效性研究，加強故障模式及影響分析（FMEA）和測試覆蓋性分析，充分識別產品工作的邊界條件，持續開展航天器試驗有效性評估研究，提升驗證工作的效費比。此外，批產衛星如何驗證尚無統一標準，SpaceX 公司的容許試錯的“漸進迭代”理論有其特定的應用背景，照搬照抄并不符合我國國情，需要打牢基礎、穩步推進，探索出一條適合我國批產衛星驗證的新路。為此，建議在星座設計前期，同步規劃頂層驗證策劃，提前開展工程實踐工作。

4）探索商用現貨技術批產應用的技術途徑。使用COTS 技術和產品是批產衛星技術發展趨勢之一，Iridium 和Starlink 均制定了專門的元器件質量保證和篩選策略，對可靠性和宇航適用性的要求并未降低。COTS 技術的廣泛應用需要重點解決空間環境下的可靠性問題，特別是COTS 器件對空間輻射環境適應能力的驗證和防護設計。為此，需要結合任務剖面和環境剖面，探索合理選用COTS 產品的技術途徑，制定適應批產衛星的選用及驗證策略，確保任務可靠性滿足要求。此外，還需制定適應批產衛星的元器件選型規范，轉變元器件設計選用、生產、采購、質保和管理模式，實現 “單件、小批量型號研制”向“大規模組批生產”模式轉變。

5）加大研制試驗及在軌飛行驗證投入。對衛星而言，解決可靠性問題主要依賴于研制試驗和驗收試驗。研制試驗采用試驗—分析—改進（TAAF）方式實現產品的可靠性增長，驗收試驗在不同裝配級暴露產品的材料及制造缺陷。在傳統驗證工作中，對通過研制試驗提高產品固有可靠性重視不足，在批產衛星中要改進上述問題，將研制試驗納入型號和產品研制流程并實施工程化管理。此外，在軌飛行試驗是檢驗產品和技術可用性的最直接手段，有利于快速提升產品的技術成熟度，提升系統可靠性。SpaceX 公司的“漸進迭代”系統工程論十分重視在軌驗證對于完善衛星設計的重要作用。為此，建議利用搭載或試驗星等方式，系統謀劃在軌驗證工作，充分利用在軌驗證機會，提前驗證關鍵技術。