[發明專利]一種基于復用分解的衛星有效載荷功耗分析方法

有效

• 申請號: 201711114042.8
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107908597B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 張濤;雷洪濤;劉亞杰;鄭曉坤;明夢君;李凱文;王銳
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 董惠文

1.一種基于復用分解的衛星有效載荷功耗分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：獲取衛星執行任務時有效載荷的狀態參數；

步驟2：建立衛星平臺維持常規載荷能耗模型；

步驟3：計算衛星執行任務時有效載荷工作產生的能耗；

步驟4：建立“單種類型任務”有效載荷能耗復用模型；

步驟5：建立“多種類型任務”有效載荷能耗復用分解模型并求解；

步驟6：根據衛星執行任務i時的實時遙測數據計算執行該任務時有效載荷總的實時功率；

所述步驟2的具體方法為：

步驟2.1：根據衛星太陽能帆板的輸出電流識別衛星運轉周期；

步驟2.2：獲取衛星未執行任務時的歷史遙測數據，利用RK算法挖掘衛星一個周期內的變化模式，利用多項式擬合方法建立衛星維持常規載荷的母線電壓和母線電流的時間函數f(t)和g(t)；

步驟2.3：計算衛星維持常規載荷的實時能耗p(t)＝f(t)×g(t)；

步驟2.4:計算衛星在一段時間內維持常規載荷的能耗為其中：T_start為衛星執行任務的開始時間，T_stop為衛星執行任務的結束時間。

2.根據權利要求1所述的一種基于復用分解的衛星有效載荷功耗分析方法，其特征在于：所述步驟3的具體方法為：

步驟3.1：根據衛星上行指令，獲取衛星執行每個任務的開始時間T_start和結束時間T_stop以及任務類型M_type，并據此獲取衛星執行任務時的開始時間T_start和結束時間T_stop之間母線電壓v(t)及母線電流i(t)的遙測數據，計算衛星執行該任務的總能耗W_total

步驟3.2：計算衛星平臺在任務執行期間用于維持常規載荷的能耗W_base

步驟3.3：得到由于有效載荷工作引起的能耗W_payload為：

W_payload＝W_total-W_base (3)。

3.根據權利要求2所述的一種基于復用分解的衛星有效載荷功耗分析方法，其特征在于：步驟4中所述“單種類型任務”有效載荷能耗復用模型為

i為M種任務類型中的第i類任務，i∈{1,...,M}，N_i為參與第i類任務的有效載荷數，為第j∈{1,...,N_i}個有效載荷的工作開始時間；為第j個有效載荷的工作結束時間；為第j個有效載荷在第i類任務內的平均功率。

4.根據權利要求3所述的一種基于復用分解的衛星有效載荷功耗分析方法，其特征在于：步驟5中所述“多種類型任務”有效載荷能耗復用分解模型為

所述求解結果為：衛星有效載荷的平均功率

5.根據權利要求4所述的一種基于復用分解的衛星有效載荷功耗分析方法，其特征在于：所述步驟6的具體方法為：

步驟6.1：將歷史遙測數據包含的n個任務分解成多個任務組，每個任務組里包含衛星所執行的所有M種任務類型，對每一個任務組，利用步驟3至步驟5求解出各種任務類型的有效載荷的平均功率，并保存求解結果；

步驟6.2：根據步驟6.1算出的每個任務組下各有效載荷的平均功率，計算所有任務組中相同有效載荷平均功率的平均值，作為相同有效載荷在工作時的總平均功率，將執行任務的各有效載荷的總平均功率比作為執行該任務的有效載荷的實時功率比；

步驟6.3：計算衛星執行任務i時的有效載荷的總實時功率；

P_payload(t)＝v(t)×i(t)-f(t)×g(t) (6)

步驟6.4：根據執行任務i時有效載荷的實時功率比，計算任務i中有效載荷的實時功率。

6.根據權利要求5所述的一種基于復用分解的衛星有效載荷功耗分析方法，其特征在于：所述步驟6.1中將歷史遙測數據包含的n個任務分解出多個任務組的具體方法是指從第一個任務開始，直至第n個任務，如果從第x個任務至第y個任務之間包含所有M種任務類型，則將其中不含重復任務類型的任務視為一個任務組，然后從第y+1個任務開始往后尋找新的任務組，以此類推。