[發明專利]一種衛星姿控異常識別和處置系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011176165.6
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112278327A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 龍也
• 申請（專利權）人: 北京和德宇航技術有限公司
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開了一種衛星姿控異常識別和處置系統及控制方法，該系統包括：用于確定接收到衛星姿控異常信息的異常類型包括單機異常后，對衛星姿控異常信息進行處置；否則，將衛星姿控異常信息發送至分系統異常檢測及處置模塊的單機異常檢測及處置模塊；用于確定接收到衛星姿控異常信息的異常類型包括分系統異常后，對衛星姿控異常信息進行處置；否則，將衛星姿控異常信息發送至系統異常檢測及處置模塊的分系統異常檢測及處置模塊；用于根據接收到衛星姿控異常信息，對衛星姿控異常信息進行處置的系統異常檢測及處置模塊。該系統可以系統性地進行異常識別和處置，在不同層級進行不同的異常處置，可以最大限度保障衛星在軌安全、服務質量和長期壽命。

技術領域

本發明實施例涉及衛星姿態控制技術，尤其涉及一種衛星姿控異常識別和處置系統及控制方法。

背景技術

現代航天器大多結構復雜，工作環境惡劣，運行時間長，在軌工作過程中極易發生故障。一旦發生故障，若不采取積極有效的措施進行應對，很可能導致航天任務失敗，從而帶來巨大的資源浪費和不利的社會影響。

作為構成衛星的各個分系統中最關鍵也是最復雜的一個分系統，衛星姿態控制系統的可靠性是星上多個分系統正常運行的基本保障。如遙測遙控分系統要實現與地面站的通信，要求天線指向正確的位置；能源分系統要保障正常的電力供應，要求太陽帆板跟蹤太陽；對于對地觀測衛星而言，有效載荷的正常工作要求衛星進行高精度高穩定度姿態控制。因此，衛星在軌期間，針對姿控系統的異常自主識別及處置非常重要。

現有技術中，可以采用如下方法實現對各類別及各具體敏感器的自主診斷： (1)獲取衛星單機和分系統歷史觀測數據；所述歷史觀測數據為遙測數據；(2) 采用衛星單機和分系統歷史觀測數據構建訓練集，對深度學習模型進行訓練，得到該單機和分系統的衛星故障深度學習模型；(3)采用衛星故障深度學習模型對實時采集的在軌觀測數據進行預測，得到下一個幀的預測結果；(4)獲取下一幀的實際測量數據，將其與預測結果比較，得到預測誤差；(5)判斷預測誤差是否連續N次超出預設的范圍，是，則根據比較結果進行故障診斷；否則，重復步驟(3)～(5)。

但是，現有技術采用的識別異常的方法需要建立復雜的故障深度學習模型，開展海量數據訓練，耗時長運算量大，并不適合于現有架構下運算能力受限的一般航天器，尤其是成本控制要求嚴苛的商業微小衛星。

發明內容

本發明提供一種衛星姿控異常識別和處置系統及控制方法，以實現系統性地進行異常識別和處置，在不同層級進行不同的異常處置，最大限度保障衛星在軌安全、服務質量和長期壽命。

第一方面，本發明實施例提供了一種衛星姿控異常識別和處置系統，包括：依次連接的單機異常檢測及處置模塊、分系統異常檢測及處置模塊和系統異常檢測及處置模塊；

所述單機異常檢測及處置模塊用于：

確定接收到衛星姿控異常信息的異常類型包括單機異常后，對所述衛星姿控異常信息進行處置；否則，將所述衛星姿控異常信息發送至所述分系統異常檢測及處置模塊；

所述分系統異常檢測及處置模塊用于：

確定接收到所述衛星姿控異常信息的異常類型包括分系統異常后，對所述衛星姿控異常信息進行處置；否則，將所述衛星姿控異常信息發送至所述系統異常檢測及處置模塊；

所述系統異常檢測及處置模塊用于：

根據接收到所述衛星姿控異常信息，對所述衛星姿控異常信息進行處置。

第二方面，本發明實施例還提供了一種衛星姿控異常識別和處置系統的控制方法，所述方法用于控制衛星姿控異常識別和處置系統，所述系統包括單機異常檢測及處置模塊、分系統異常檢測及處置模塊和系統異常檢測及處置模塊，所述方法包括：

所述單機異常檢測及處置模塊根據接收到衛星姿控異常信息的異常類型包括單機異常，對所述衛星姿控異常信息進行處置；