[发明专利]一种基于复用分解的卫星有效载荷功耗分析方法

权利要求书

1.一种基于复用分解的卫星有效载荷功耗分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：获取卫星执行任务时有效载荷的状态参数；

步骤2：建立卫星平台维持常规载荷能耗模型；

步骤3：计算卫星执行任务时有效载荷工作产生的能耗；

步骤4：建立“单种类型任务”有效载荷能耗复用模型；

步骤5：建立“多种类型任务”有效载荷能耗复用分解模型并求解；

步骤6：根据卫星执行任务i时的实时遥测数据计算执行该任务时有效载荷总的实时功率；

所述步骤2的具体方法为：

步骤2.1：根据卫星太阳能帆板的输出电流识别卫星运转周期；

步骤2.2：获取卫星未执行任务时的历史遥测数据，利用RK算法挖掘卫星一个周期内的变化模式，利用多项式拟合方法建立卫星维持常规载荷的母线电压和母线电流的时间函数f(t)和g(t)；

步骤2.3：计算卫星维持常规载荷的实时能耗p(t)＝f(t)×g(t)；

步骤2.4:计算卫星在一段时间内维持常规载荷的能耗为其中：T_start为卫星执行任务的开始时间，T_stop为卫星执行任务的结束时间。

2.根据权利要求1所述的一种基于复用分解的卫星有效载荷功耗分析方法，其特征在于：所述步骤3的具体方法为：

步骤3.1：根据卫星上行指令，获取卫星执行每个任务的开始时间T_start和结束时间T_stop以及任务类型M_type，并据此获取卫星执行任务时的开始时间T_start和结束时间T_stop之间母线电压v(t)及母线电流i(t)的遥测数据，计算卫星执行该任务的总能耗W_total

步骤3.2：计算卫星平台在任务执行期间用于维持常规载荷的能耗W_base

步骤3.3：得到由于有效载荷工作引起的能耗W_payload为：

W_payload＝W_total-W_base (3)。

3.根据权利要求2所述的一种基于复用分解的卫星有效载荷功耗分析方法，其特征在于：步骤4中所述“单种类型任务”有效载荷能耗复用模型为

i为M种任务类型中的第i类任务，i∈{1,...,M}，N_i为参与第i类任务的有效载荷数，为第j∈{1,...,N_i}个有效载荷的工作开始时间；为第j个有效载荷的工作结束时间；为第j个有效载荷在第i类任务内的平均功率。

4.根据权利要求3所述的一种基于复用分解的卫星有效载荷功耗分析方法，其特征在于：步骤5中所述“多种类型任务”有效载荷能耗复用分解模型为

所述求解结果为：卫星有效载荷的平均功率

5.根据权利要求4所述的一种基于复用分解的卫星有效载荷功耗分析方法，其特征在于：所述步骤6的具体方法为：

步骤6.1：将历史遥测数据包含的n个任务分解成多个任务组，每个任务组里包含卫星所执行的所有M种任务类型，对每一个任务组，利用步骤3至步骤5求解出各种任务类型的有效载荷的平均功率，并保存求解结果；

步骤6.2：根据步骤6.1算出的每个任务组下各有效载荷的平均功率，计算所有任务组中相同有效载荷平均功率的平均值，作为相同有效载荷在工作时的总平均功率，将执行任务的各有效载荷的总平均功率比作为执行该任务的有效载荷的实时功率比；

步骤6.3：计算卫星执行任务i时的有效载荷的总实时功率；

P_payload(t)＝v(t)×i(t)-f(t)×g(t) (6)

步骤6.4：根据执行任务i时有效载荷的实时功率比，计算任务i中有效载荷的实时功率。

6.根据权利要求5所述的一种基于复用分解的卫星有效载荷功耗分析方法，其特征在于：所述步骤6.1中将历史遥测数据包含的n个任务分解出多个任务组的具体方法是指从第一个任务开始，直至第n个任务，如果从第x个任务至第y个任务之间包含所有M种任务类型，则将其中不含重复任务类型的任务视为一个任务组，然后从第y+1个任务开始往后寻找新的任务组，以此类推。