[發明專利]一種星敏感器在軌數據多級故障診斷方法

在審

• 申請號: 201710053267.0
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106643808A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 王文妍;吳敬玉;王新;鐘超;林榮峰
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 潘朱慧

技術領域

本發明涉及衛星姿軌控分系統可靠性保證技術領域，具體涉及一種星敏感器在軌數據多級故障診斷方法。

背景技術

星敏感器是姿軌控分系統重要單機之一，它的可靠正常工作是衛星正常運行的基本保證。由于星敏感器在軌出現問題時，如果得不到及時診斷，嚴重故障情況下會導致衛星失控。由于星敏感器功能復雜，軟件實現也是多樣化，因此國內在軌衛星對星敏感器就診斷條件都不夠完善，多次出現過因星敏感器故障而進入全姿態的現象。隨著衛星的壽命要求越來越長，對星敏感器的星上安全可靠的進行自主故障診斷和隔離與重構的需求也越來越迫切。隨著星敏感器在軌使用樣本增多，對星敏感器的故障特性和數據特性有了更新更深入的了解，為此可以針對這些特性逐步完善星敏感器的故障診斷措施。

發明內容

本發明的目的在于提供一種星敏感器在軌數據多級故障診斷方法，當其中一個星敏感器異常或故障時，能準確及時的診斷出該故障，并將該星敏感器的數據和單機隔離不接入系統使用，保證系統不受影響或少受影響。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種星敏感器在軌數據多級故障診斷方法，其特征是，包含以下步驟：

S1、星載計算機與多個星敏感器分別進行串口通訊，對通訊狀態進行檢查，通訊正常，則繼續執行步驟S2，通訊錯誤，則置故障標志FSTE1＝1后結束；

S2、對從通訊口到的狀態字信息進行診斷，當狀態字中出現任意狀態位故障，則置故障標志FSTE1＝1后結束，若狀態正常數據有效，則繼續執行步驟S3；

S3、對多個星敏感器數據兩兩比對診斷，若兩者姿態比較一致，則判定兩個星敏感器正常，當前周期故障診斷結束，若比較不一致，則繼續執行步驟S4；

S4、計算每個星敏感器自身當前拍的姿態確定角數值與上一拍的姿態確定角數值的變化，若每個向量變化量的絕對值都小于設定閾值Δg2ST，則判定該星敏感器j的輸出數據正常，若任意一個向量變化量的絕對值大于設定閾值Δg2ST，則判定該星敏感器j的輸出數據異常，置數據異常標志FCSTj＝1，若連續ΔJ_ST拍數據異常，則置該星敏感器j的故障標志FSTj＝1；

S5、計算每個星敏感器當前拍姿態確定角數值與上一拍的姿態角數的差值，若每個向量的差值都小于設定閾值Δ_ST，則認為該星敏感器j的數據正常，若任何一個向量的差值大于設定閾值Δ_ST，則認為該星敏感器j的數據異常，置數據異常標志FLSTj＝1，若連續ΔJ_ST拍數據異常，則置該星敏感器j的故障標志FSTj＝1。

上述的星敏感器在軌數據多級故障診斷方法，其中，所述的步驟S2中還包含：

當狀態正常但數據無效時，進行如下處理：

若星敏感器j連續超過ΔT_ST時間數據無效，則置數據持續異常標志FCSTj＝1，然后給星敏感器j進行一次斷電再加電操作，當星敏感器數據恢復正常十拍后，FCSTj清零，判定數據正常，繼續執行步驟S3；若加電后再持續ΔT_ST無效，則將相應星敏感器j置為故障，置故障標志FSTEj＝1星敏感器不接入系統使用然后結束，ΔT_ST為星敏感器與雜光的最長可能時間。

上述的星敏感器在軌數據多級故障診斷方法，其中，所述的步驟S3具體包含：

對多個星敏感器數據兩兩比對診斷，若兩者姿態的數據之差的絕對值小于設定閾值Δg2ST，則判定兩個星敏感器正常，當前周期故障診斷結束，若兩者姿態的數據之差的絕對值大于設定閾值Δg2ST，則繼續執行步驟S4。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、充分利用了在軌星敏感器的故障信息結合星敏感器自身特性，對星敏感器數據進行了多級故障診斷，診斷正確性較高，使得星敏感器的故障判斷盡可能完善且不誤判和漏判；

2、本方法簡單易行，不用需增加任何硬件，易于星上實現。

附圖說明

圖1為本發明的方法流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。

定義每個星敏感器的姿態確定角數據為：

式中：

ST_i(k)表示第i個星敏感器當前采樣周期的姿態確定數據；

ST_ix(k)表示第i個星敏感器當前采樣周期X軸方向姿態確定角；