[发明专利]基于遥测FFT的卫星低频共振分析方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于遥测FFT的卫星低频共振分析方法及系统，本发明首次将快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform)分析应用到卫星故障遥测分析。首先对原始的遥测原码进行剔除野值，然后将剔除野值后的遥测源码进行物理量解析；最后利用FFT对卫星故障遥测数据在频域上进行模式识别；对FFT处理出来的结果图进行分析和总结。方法内容主要包括遥测原码预处理、物理量提取、快速傅立叶变换(FFT)分析三个步骤。本发明无需求解微分方程，可从频域上揭示系统性能并指明改进性能的方向和易于实验分析。

技术领域

本发明涉及一种共振分析领域，具体地，涉及基于遥测数据的卫星低频共振分析方法，其利用FFT分析法分析卫星低频共振导致的异常和故障，并通过FFT分析结果辅助异常或故障定位。

背景技术

在卫星发射前测试和在轨测试过程中，会产生大量的遥测原码数据。测试人员往往要对这些原码数据中的某个波道进行分析，获取该波道在一天内或者更长的时间段内的变化趋势。卫星遥测一般以0.5s每帧的速率进行下传，几分钟内就可以积累上万帧的数据量。测试人员和在轨监测人员要对每帧原码中的各个波道进行物理量解析，并得到某一时间段内的变化趋势。

通常使用遥测解析提取软件对某一段时间内保存下来的遥测数据原码进行数据的解析和提取。此软件首先要对遥测原码进行解析，解析出遥测波道的具有实际含义的物理值。然后根据卫星遥测数据帧下传的顺序，对测试人员需要提取的波道进行物理量和原码的提取，提取完成后形成数据图表，供测试人员进行分析。最后测试人员根据卫星遥测数据生成的图表对卫星的故障进行分析，常规的障分析方法就是在时域上进行遥测直接识别、基本方法识别等。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于遥测FFT的卫星低频共振分析方法及系统。

根据本发明提供的一种基于遥测FFT的卫星低频共振分析方法，包括：

步骤1：对卫星发生故障时刻前后的原始遥测原码数据进行排序、去重复、剔除误码的预处理操作，生成待处理原码数据；

步骤2：对待处理原码数据进行物理量提取处理，将待处理原码数据中的遥测原码解析为物理量数据；

步骤3：对故障时刻前后的物理量数据进行频域分析，得到频谱图；

步骤4：利用频谱图对偏航轴、滚动轴姿态角速度进行快速傅氏变换FFT分析；

步骤5：通过对偏航轴、滚动轴姿态角速度的FFT分析，将时域信号转化为频域信号，进而分辨出原始遥测原码数据中的异常频率成分。

根据本发明提供的一种基于遥测FFT的卫星低频共振分析系统，包括：

预处理装置：用于对卫星发生故障时刻前后的原始遥测原码数据进行排序、去重复、剔除误码的预处理操作，生成待处理原码数据；

物理量提取装置：用于对待处理原码数据进行物理量提取处理，将待处理原码数据中的遥测原码解析为物理量数据；

频域分析装置：用于对故障时刻前后的物理量数据进行频域分析，得到频谱图；

变换装置：用于利用频谱图对偏航轴、滚动轴姿态角速度进行快速傅氏变换FFT分析；

分辨装置：用于通过对偏航轴、滚动轴姿态角速度的FFT分析，将时域信号转化为频域信号，进而分辨出原始遥测原码数据中的异常频率成分。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明无需求解微分方程，可从频域上揭示系统性能并指明改进性能的方向和易于实验分析。但需要注意的是，由于遥测数据的时间间隔一般为0.5s，根据奈奎斯特采样定理，采样频率要大于实际信号频率的两倍以上才可以识别，即只能识别出低频分量，对于高频分量无法识别。