微纳卫星以微电子技术为基础,具有体积小、功耗低、质量轻、成本低、风险小、开发周期短等特点。微纳卫星星上器件多采用工业级、商品化元器件,易受到空间环境的影响,如太阳辐射、单粒子事件等。微纳卫星轨道多为低地球轨道,受地面测控站的数量及测控覆盖范围的限制,微纳卫星在轨运行期间每天过顶时间有限,导致地面测控人员无法及时监测并处理星上故障,卫星在轨故障可能影响卫星在轨任务正常开展甚至造成灾难性后果。研究微纳卫星自主健康状态评估方法不仅可实现微纳卫星在轨状态监测与故障处理,同时也可为地面测试、筛选工作提供参考依据。针对微纳卫星层次结构,微纳卫星健康状态评估需实现对部件、分系统、整星级三级状态评估。以Petri网理论为基础,结合微纳卫星健康状态信息产生、传播特点,建立微纳卫星健康状态评估Petri网模型,给出了数学描述。微纳卫星健康状态评估Petri网模型以微纳卫星最小可评估单元健康状态为输入,以良好、正常、一般、恶化、病态五级健康等级形式描述微纳卫星各层次单元健康状态的变化趋势。基于Petri网的微纳卫星健康状态评估模型能够直观描述微纳卫星层次结构,反映部件、系统之间的关联以及微纳卫星系统的健康推理关系。所建立微纳卫星健康状态评估Petri网模型是无冲突、无死锁的纯网,通过健康状态评估Petri网的删除、插入及合成运算可实现系统模块化建模。为反映卫星系统、部件间联系,使得健康状态评估结果更加合理,在微纳卫星健康状态评估Petri网模型中,引入了健康等级、权值、置信度等模型参数,并分析了健康状态评估实现过程中健康状态评估指标无量纲化处理方法、健康状态评估模型各层次权值的确定方法、微纳卫星健康状态等级的确定方法以及置信度的影响因素等。最后,以紫丁香二号微纳卫星为研究对象,建立了健康状态评估Petri网模型;利用在轨遥测数据实现了紫丁香二号卫星的健康状态评估工作,验证了所建立的健康状态评估Petri网模型的正确性。