[發明專利]一種星載自主故障診斷方法及系統

在審

• 申請號: 202010807746.9
• 申請日: 2020-08-12
• 公開（公告）號: CN111948688A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 戴永珊;陸新穎;余志洋;董日昌;任前義;沈苑;李光;沈冠浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01S19/11;G01S19/12
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

本發明公開一種星載自主故障診斷方法，首先根據通信狀態，判斷兩臺星載監測接收機的工作狀態，選擇診斷模式，然后根據指令接收狀態，判斷衛星的工作狀態，若衛星不處于維護狀態，則根據監測到的實時下行導航信號性能，判斷下行導航信號的狀態，實現故障診斷。

技術領域

本發明屬于航空航天技術領域，特別涉及一種星載自主故障診斷方法及系統。

背景技術

北斗導航系統是中國自主研發的一套獨立運行的全球衛星導航系統。自2018年12月26日，北斗三號基本系統宣布正式提供全球服務以來，北斗導航衛星已開始對外提供全天候不間斷的定位服務。

為了保障導航系統服務的穩定性，需要時刻對衛星導航的下行導航信號狀態進行監測。目前，下行導航信號的監測主要通過地面監測接收機、IGMAS等監測手段實現，通過地面站接收衛星遙測對衛星單機自身健康狀態進行監測。可以看出，這種方法高度依賴于地面監測站，存在一定的局限性，而衛星境外期間，地面監測工作開展尤為困難，這也使得監測的實效性無法得到保障。而北斗導航系統組成以MEO衛星為主，受軌道約束，每顆衛星平均60％以上的時間在境外，其難以采用現有方法對其下行導航信號狀態進行監測，因此，為了提升系統可靠性，提升衛星在軌自主完好性監測能力，實現在軌自主故障診斷至關重要。

目前，針對航天器的自主健康管理的研究，多是針對衛星能源等單一、離散關鍵遙測進行分析，通過閾值、濾波等數據處理算法實現航天器故障診斷或預測，其側重的是航天器獨立器部件的狀態監測，對于多部件融合產生的信號或多源數據融合結果，不具備監測能力。因此，并不適用于導航系統進行下行信號連續性的在軌自主故障診斷。

發明內容

針對現有技術中的部分或全部問題，本發明一方面一種星載自主故障診斷系統，其布置于衛星上，包括：

導航信號播發模塊；

至少兩臺星載監測接收機，其用于監測所述導航信號播發模塊的下行導航信號，并診斷所述下行導航信號是否正常；以及

故障診斷與處理模塊，其接收所述星載監測接收機發送的診斷信息，進行故障診斷，并給出處理方案，發送給相應的故障模塊。

本發明另一方面提供一種星載自主故障診斷方法，包括：

根據通信狀態，判斷所述兩臺星載監測接收機的工作狀態：

若兩臺均工作正常，則進入雙機診斷模式；以及

若僅有一臺工作正常，則進入單機診斷模式；

根據指令接收狀態，判斷所述衛星的工作狀態，若所述衛星不處于維護狀態，則開始診斷；以及

根據所述星載監測接收機監測到的實時下行導航信號性能，判斷下行導航信號的狀態。

進一步地，所述實時下行導航信號性能包括，下行導航信號的實時功率及時延。

進一步地，所述單機診斷模式包括，判斷下行導航信號的實時功率及時延與基準值的差值是否超過預設門限，若超過，則進行告警。

進一步地，所述單機診斷模式還包括，對未正常工作的星載監測接收機進行恢復。

進一步地，所述雙機診斷模式包括，分別判斷所述兩臺星載監測接收機監測到的下行導航信號的實時功率及時延與基準值的差值是否超過預設門限，若均超過預設門限，則進行告警。

本發明提供的一種基于雙機監測的星載自主故障診斷方法，通過對兩臺星載監測接收機的信息進行聯合處理，并結合信號特點，對數據進行層次區分，進而進行自主故障診斷，適用于空間環境惡劣的情況下，星載多航天器部件共同作用的信號監測，能有效降低判讀模塊本身出故障導致的告警概率。此外，其可根據星載監測接收機的工作狀態，自動切換至單機診斷模式或雙機診斷模式。

附圖說明