[发明专利]一种星敏感器在轨数据多级故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星姿轨控分系统可靠性保证技术领域，具体涉及一种星敏感器在轨数据多级故障诊断方法。

背景技术

星敏感器是姿轨控分系统重要单机之一，它的可靠正常工作是卫星正常运行的基本保证。由于星敏感器在轨出现问题时，如果得不到及时诊断，严重故障情况下会导致卫星失控。由于星敏感器功能复杂，软件实现也是多样化，因此国内在轨卫星对星敏感器就诊断条件都不够完善，多次出现过因星敏感器故障而进入全姿态的现象。随着卫星的寿命要求越来越长，对星敏感器的星上安全可靠的进行自主故障诊断和隔离与重构的需求也越来越迫切。随着星敏感器在轨使用样本增多，对星敏感器的故障特性和数据特性有了更新更深入的了解，为此可以针对这些特性逐步完善星敏感器的故障诊断措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种星敏感器在轨数据多级故障诊断方法，当其中一个星敏感器异常或故障时，能准确及时的诊断出该故障，并将该星敏感器的数据和单机隔离不接入系统使用，保证系统不受影响或少受影响。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种星敏感器在轨数据多级故障诊断方法，其特征是，包含以下步骤：

S1、星载计算机与多个星敏感器分别进行串口通讯，对通讯状态进行检查，通讯正常，则继续执行步骤S2，通讯错误，则置故障标志FSTE1＝1后结束；

S2、对从通讯口到的状态字信息进行诊断，当状态字中出现任意状态位故障，则置故障标志FSTE1＝1后结束，若状态正常数据有效，则继续执行步骤S3；

S3、对多个星敏感器数据两两比对诊断，若两者姿态比较一致，则判定两个星敏感器正常，当前周期故障诊断结束，若比较不一致，则继续执行步骤S4；

S4、计算每个星敏感器自身当前拍的姿态确定角数值与上一拍的姿态确定角数值的变化，若每个向量变化量的绝对值都小于设定阈值Δg2ST，则判定该星敏感器j的输出数据正常，若任意一个向量变化量的绝对值大于设定阈值Δg2ST，则判定该星敏感器j的输出数据异常，置数据异常标志FCSTj＝1，若连续ΔJ_ST拍数据异常，则置该星敏感器j的故障标志FSTj＝1；

S5、计算每个星敏感器当前拍姿态确定角数值与上一拍的姿态角数的差值，若每个向量的差值都小于设定阈值Δ_ST，则认为该星敏感器j的数据正常，若任何一个向量的差值大于设定阈值Δ_ST，则认为该星敏感器j的数据异常，置数据异常标志FLSTj＝1，若连续ΔJ_ST拍数据异常，则置该星敏感器j的故障标志FSTj＝1。

上述的星敏感器在轨数据多级故障诊断方法，其中，所述的步骤S2中还包含：

当状态正常但数据无效时，进行如下处理：

若星敏感器j连续超过ΔT_ST时间数据无效，则置数据持续异常标志FCSTj＝1，然后给星敏感器j进行一次断电再加电操作，当星敏感器数据恢复正常十拍后，FCSTj清零，判定数据正常，继续执行步骤S3；若加电后再持续ΔT_ST无效，则将相应星敏感器j置为故障，置故障标志FSTEj＝1星敏感器不接入系统使用然后结束，ΔT_ST为星敏感器与杂光的最长可能时间。

上述的星敏感器在轨数据多级故障诊断方法，其中，所述的步骤S3具体包含：

对多个星敏感器数据两两比对诊断，若两者姿态的数据之差的绝对值小于设定阈值Δg2ST，则判定两个星敏感器正常，当前周期故障诊断结束，若两者姿态的数据之差的绝对值大于设定阈值Δg2ST，则继续执行步骤S4。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、充分利用了在轨星敏感器的故障信息结合星敏感器自身特性，对星敏感器数据进行了多级故障诊断，诊断正确性较高，使得星敏感器的故障判断尽可能完善且不误判和漏判；

2、本方法简单易行，不用需增加任何硬件，易于星上实现。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

定义每个星敏感器的姿态确定角数据为：

式中：

ST_i(k)表示第i个星敏感器当前采样周期的姿态确定数据；

ST_ix(k)表示第i个星敏感器当前采样周期X轴方向姿态确定角；