[實用新型]一種航天器飛行數據分析記錄設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721872800.8
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN207976930U
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 趙洪利;楊露;楊海濤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊航天工程大學
• 主分類號: G07C5/08
• 分類號: G07C5/08
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 鄭杰

本實用新型提供了一種航天器飛行數據分析記錄設備，該設備安裝于航天器內部，包括：數據采集模塊、數據存儲與防護模塊、數據快速分析判讀模塊和遙測與定位發(fā)射模塊；數據采集模塊，獲取多路航天器數據，將待存數據發(fā)送至數據存儲與防護模塊中，將性能監(jiān)測數據發(fā)送至數據快速分析判讀模塊中；數據存儲與防護模塊，將待存數據壓縮存儲；數據快速分析判讀模塊，對性能監(jiān)測數據在線快速判讀，將故障數據輸出至遙測與定位發(fā)射模塊中；遙測與定位發(fā)射模塊，下傳故障數據，同時用于在航天器觸地后，發(fā)射緊急定位信號。本實用新型可以對航天器在軌狀態(tài)進行監(jiān)測對故障進行診斷并將數據下傳地面，在航天器墜落地球時可以對航天器狀態(tài)進行分析。

技術領域

本實用新型涉及數據判讀分析技術領域，尤其涉及一種航天器飛行數據分析記錄設備，用于對航天器數據進行采集存儲、安全防護、狀態(tài)監(jiān)測、實時診斷和數據選擇性下傳。

背景技術

航天器，如，火箭和衛(wèi)星等航天器在軌狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷是航天器健康管理的關鍵和基礎。長期以來，我國航天器主要通過地面測控系統(tǒng)對航天器進行嚴密跟蹤和測量，通過人工分析航天器遙測鏈路下傳的數據，從而實現(xiàn)對航天器的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。但是，隨著我國在軌航天器數量不斷增多，航天器故障率隨之增加，數據分析工作量也迅速增長，由于航天器數據下傳周期長，僅依靠有限的遙測通道下傳航天器數據，依靠地面進行數據判讀，已經無法滿足航天器在軌快速狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的需要，地面分析時間過長容易喪失及時搶救航天器的時機，迫切需要航天器具備在軌自監(jiān)測和自診斷能力，在出現(xiàn)故障時將自判信息和部分重要數據下傳，提高地面對航天器故障的分析處理效率。

航天器中的衛(wèi)星在軌工作的壽命都很有限，大部分為1-2年，最長不超過10年。衛(wèi)星超出使用壽命后，一般會在大氣阻力的作用下從軌道逐漸隕落地球。但是，衛(wèi)星殘骸在大氣層中沒有燃盡而墜落地面并非罕見。2011年9月，美國高層大氣研究衛(wèi)星解體墜落南太平洋，最大碎片重150kg。這些衛(wèi)星碎片并非毫無用處，事實上，當前世界各國對墜落衛(wèi)星的碎片相當重視并開展了大量搜尋工作，希望據此能夠分析出衛(wèi)星能力和在軌情況。如果墜落在地面的衛(wèi)星碎片中能夠保存衛(wèi)星在軌飛行中的重要數據信息，則對事后衛(wèi)星狀態(tài)分析具有重要價值和意義。

目前，衛(wèi)星上數據主要由綜合電子系統(tǒng)管理和控制。綜合電子系統(tǒng)包括星務管理模塊(即CIMA、CIMB)、大容量管理模塊(SMM)、一次電源模塊(PCM)、二次電源模塊(PAM)、配電管理模塊(PDM)、導航管理模塊(GNSS)、通信模塊(TCM)和拓展功能模塊(FEM) 等。其中，星務管理模塊(即CIMA、CIMB)為衛(wèi)星平臺的管理核心模塊，完成綜合電子系統(tǒng)內各模塊之間的監(jiān)測與管理，負責整星的軌道運算、姿態(tài)控制、熱控、載荷管理、遙測和遙控數據處理；大容量管理模塊(SMM)實現(xiàn)對有效載荷數據的大容量存儲并進行下傳管理；一次電源模塊(PCM)負責將太陽能轉換為衛(wèi)星可用的一次電源并實現(xiàn)對蓄電池組的充放電管理，一次電源電壓為12V；二次電源模塊 (PAM)將一次電源模塊產生的一次電源轉換為綜合電子系統(tǒng)內各模塊及有效載荷所需的二次電源，提供的二次電源電壓有-12V、5V、28V；配電管理模塊(PDM)實現(xiàn)對衛(wèi)星內平臺及載荷電源的供配電管理；導航管理模塊(GNSS)實現(xiàn)衛(wèi)星的導航定位，為星上姿態(tài)控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及相關應用載荷提供精確的時間、位置和速度信息；通信模塊(TCM)實現(xiàn)衛(wèi)星上、下行數據的通信；拓展功能模塊(FEM) 視情拓展相關功能。

但是，目前衛(wèi)星上的大容量管理模塊(SMM)為集成板卡，僅具備數據存儲能力，不具備數據防護能力，無法在衛(wèi)星墜毀時保存數據安全。星務管理模塊(即CIMA、CIMB)也是集成板卡，負責整星的軌道運算、姿態(tài)控制、熱控、載荷管理、遙測和遙控數據處理，能夠具備簡單的數據監(jiān)測能力，不具備故障檢測與診斷能力，更無法實現(xiàn)推理機與推理規(guī)則分離的推理判讀方式，無法適配多種類型、多種型號衛(wèi)星等航天器的數據判讀需求。因此，需要設計一種航天器飛行數據分析記錄設備，滿足航天器數據采集存儲、安全防護、狀態(tài)監(jiān)測、實時診斷和數據選擇性下傳等功能需求，可稱為“航天器黑匣子”。