[发明专利]一种基于索引的敏感器数据选用控制方法

说明书

本发明一种基于索引的敏感器数据选用控制方法，步骤如下：(1)对同一类敏感器安装的各个组件建立编号索引，结合敏感器测量数据，完成卫星定姿控制；(2)通过自诊断方式判断出当前选用组件的健康状态，组件编号索引对应的健康状态将作为下一个控制周期确定选用组件构型及其编号索引集合的依据，进而完成下一个控制周期的定姿控制。本发明通过为每个敏感器组件设定索引，并形成一个选用敏感器组件的索引集合及其位选标志量，基于选用组件集合和设定的位选标志实现姿态确定及控制并完成异常判断与处理，从而大大拓展了算法实现的灵活性和可扩展性。

技术领域

本发明是属于航天嵌入式软件设计领域，涉及一种基于索引的敏感器数据选用控制方法。

背景技术

航天器在轨一般要求具有高精度姿态确定能力以及高精度、高稳定度的姿态控制能力，而且往往需要硬件的冗余备份，以期实现航天器的长寿命和高可靠运行。为此，航天器上每一类组件(如敏感器)均安装了多个，以实现故障情况下组件的诊断及替换，提高航天器在轨姿轨控能力和可靠性。

以某航天器的陀螺敏感器为例，陀螺组件以航天器的OZ轴为锥面中心，以54°44′08″为锥面半锥角的方式安装了9个。在定姿过程中，可根据情况选用其中的任意3～9个进行定姿计算。在定姿计算前，都要根据所选用的陀螺确定安装矩阵完成定姿过程。在陀螺的异常判断过程中，任一个陀螺是否存在异常均采用其余选用陀螺合成的姿态结果来判断，在这种设计策略下，在确定选用的N个陀螺(3<＝N<＝9)中任意M(3<＝M<N)个陀螺均需要组合进行姿态计算，以完成对陀螺异常判断的覆盖性和有效性。如果某个陀螺出现异常，则不再选用该陀螺。这种工况下所选用陀螺的个数及其构成的安装阵随时可能发生变化。针对这种敏感器数据源组合随时变化的工况及其算法实现问题，以往单纯采用引用标志的方式，确定敏感器数据源组合进而完成计算的设计策略，在组件异常判断及组件选用组合发生变化的情况下，缺乏灵活性和扩展性，从软件实现的角度，其算法实现的效率也不高。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对敏感器数据源组合随时变化的工况及其算法实现问题，提供一种基于索引的敏感器数据选用控制方法，通过为每个敏感器组件设定索引，并形成一个选用敏感器组件的索引集合及其位选标志量，基于选用组件集合和设定的位选标志实现姿态确定及控制并完成异常判断与处理，从而大大拓展了算法实现的灵活性和可扩展性。

本发明的技术方案：一种基于索引的敏感器数据选用控制方法，步骤如下：

(1)对同一类敏感器安装的各个组件建立编号索引，每个控制周期处理前确定所选用的组件数目及构型，建立所选用组件的编号索引集合；根据选用组件的索引集合确定选用构型下的敏感器安装矩阵，结合敏感器测量数据，完成卫星定姿控制；

(2)利用所选用组件的构型及其编号索引集合，通过自诊断方式判断出当前选用组件的健康状态，组件编号索引对应的健康状态将作为下一个控制周期确定选用组件构型及其编号索引集合的依据，进而完成下一个控制周期的定姿控制。

所述步骤(1)中的具体方法如下：

(11)对同一类敏感器安装的所有组件进行编号0,1…,(MAX-1)，并获取每一个组件在卫星本体上的1×3安装矢量r_i，0≤i≤(MAX-1)，其中MAX为该类型敏感器组件安装的数目；

(12)每个控制周期通过读取敏感器组件的状态或组件选用条件来确定当前选用的组件构型，形成一个组件选用的标志F；在标志F中选定MAX个bit位，每一个bit位代表一个组件的选用状态；

(13)根据步骤(12)确定的组件构型F，建立所选用组件的编号索引集合gSelflg，在索引集合gSelflg中顺序存储了当前所有选用组件的编号索引，并记录组件选用个数为gSelcnt(gSelcnt≥3)；