[发明专利]一种近地卫星三轴磁强计数据有效性的故障诊断方法

说明书

一种近地卫星三轴磁强计数据有效性的故障诊断方法，在预设时间内，如果三轴磁强计的输出数据无变化或者三轴磁强计获得的地磁场强度测量值与地磁场强度理论值不一致，则判断三轴磁强计发生故障。本发明故障诊断流程简单易行，所有设置的阈值可设置为在轨可修正，能够有效对三轴磁强计的输出数据进行诊断，避免了错误的地磁场强度代入卫星控制系统。

技术领域

本发明涉及一种近地卫星三轴磁强计数据有效性的故障诊断方法。

背景技术

地球磁场分布在地球上空较大的范围内，近地卫星受地球磁场的影响较大，地球磁场对卫星产生的磁力矩可以成为卫星姿态控制的干扰力矩，也可以被利用为卫星姿态稳定的控制力矩，确定磁力矩需要知道磁场的强度和方向；另外，地磁场可以作为卫星姿态测量的基准场，此时地磁矢量作为参考矢量。通常在卫星星体上安装能测量当地磁场矢量的仪器——磁强计。

三轴磁强计作为卫星姿轨控系统的地磁敏感测量部件，用于测量地球磁场强度矢量，以保证磁力矩器产生正确的控制力矩，也用于将当地磁场直接作为测量基准场的卫星姿态测量。错误的地磁场强度引入控制系统不能产生需要的控制力矩，会使控制出现偏差或者姿态发散，因此通过故障诊断确保磁强计测量数据的正确性是有必要的。

发明内容

本发明提供一种近地卫星三轴磁强计数据有效性的故障诊断方法，故障诊断流程简单易行，所有设置的阈值可设置为在轨可修正，能够有效对三轴磁强计的输出数据进行诊断，避免了错误的地磁场强度代入卫星控制系统。

为了达到上述目的，本发明提供一种近地卫星三轴磁强计数据有效性的故障诊断方法，包含以下步骤：在预设时间内，如果三轴磁强计的输出数据无变化或者三轴磁强计获得的地磁场强度测量值与地磁场强度理论值不一致，则判断三轴磁强计发生故障。

所述的预设时间包含连续10个节拍。

在每一个节拍内都要判断三轴磁强计的输出数据是否变化，并且判断三轴磁强计获得的地磁场强度测量值与地磁场强度理论值是否一致。

若三轴磁强计输出的地磁场强度数据的变化量小于设定阈值，则认为三轴磁强计输出的地磁场强度数据不变。

若地磁场强度理论值的三轴分量与地磁场强度测量值的三轴分量的差值大于设定阈值，则认为地磁场强度测量值与地磁场强度理论值不一致。

计算地磁场强度理论值的方法包含：根据地磁场强度模型，求磁位势向北、向东、向下的梯度，得到地磁场强度理论值的三轴分量。

计算地磁场强度测量值的方法包含：三轴磁强计的测量值减去已知的星上剩磁，得到地磁场强度测量值。

判断三轴磁强计发生故障后，改使用地磁场强度的理论值接入卫星控制系统。

本发明的故障诊断流程简单易行，所有设置的阈值可设置为在轨可修正，能够有效对三轴磁强计的输出数据进行诊断，避免了错误的地磁场强度代入卫星控制系统。

附图说明

图1是本发明提供的一种近地卫星三轴磁强计数据有效性的故障诊断方法的流程图。

具体实施方式

以下根据图1具体说明本发明的较佳实施例。

近地卫星在轨道上运行，星下点的位置不断改变，固连于星体的三轴磁强计输出的地磁场也是连续变化的，若该输出不变，则判断三轴磁强计可能出现故障。因此可以通过判断三轴磁强计输出的数据是否在一段时间内保持不变来诊断三轴磁强计是否发生故障。