[发明专利]一种星载自主故障诊断方法及系统

说明书

本发明公开一种星载自主故障诊断方法，首先根据通信状态，判断两台星载监测接收机的工作状态，选择诊断模式，然后根据指令接收状态，判断卫星的工作状态，若卫星不处于维护状态，则根据监测到的实时下行导航信号性能，判断下行导航信号的状态，实现故障诊断。

技术领域

本发明属于航空航天技术领域，特别涉及一种星载自主故障诊断方法及系统。

背景技术

北斗导航系统是中国自主研发的一套独立运行的全球卫星导航系统。自2018年12月26日，北斗三号基本系统宣布正式提供全球服务以来，北斗导航卫星已开始对外提供全天候不间断的定位服务。

为了保障导航系统服务的稳定性，需要时刻对卫星导航的下行导航信号状态进行监测。目前，下行导航信号的监测主要通过地面监测接收机、IGMAS等监测手段实现，通过地面站接收卫星遥测对卫星单机自身健康状态进行监测。可以看出，这种方法高度依赖于地面监测站，存在一定的局限性，而卫星境外期间，地面监测工作开展尤为困难，这也使得监测的实效性无法得到保障。而北斗导航系统组成以MEO卫星为主，受轨道约束，每颗卫星平均60％以上的时间在境外，其难以采用现有方法对其下行导航信号状态进行监测，因此，为了提升系统可靠性，提升卫星在轨自主完好性监测能力，实现在轨自主故障诊断至关重要。

目前，针对航天器的自主健康管理的研究，多是针对卫星能源等单一、离散关键遥测进行分析，通过阈值、滤波等数据处理算法实现航天器故障诊断或预测，其侧重的是航天器独立器部件的状态监测，对于多部件融合产生的信号或多源数据融合结果，不具备监测能力。因此，并不适用于导航系统进行下行信号连续性的在轨自主故障诊断。

发明内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明一方面一种星载自主故障诊断系统，其布置于卫星上，包括：

导航信号播发模块；

至少两台星载监测接收机，其用于监测所述导航信号播发模块的下行导航信号，并诊断所述下行导航信号是否正常；以及

故障诊断与处理模块，其接收所述星载监测接收机发送的诊断信息，进行故障诊断，并给出处理方案，发送给相应的故障模块。

本发明另一方面提供一种星载自主故障诊断方法，包括：

根据通信状态，判断所述两台星载监测接收机的工作状态：

若两台均工作正常，则进入双机诊断模式；以及

若仅有一台工作正常，则进入单机诊断模式；

根据指令接收状态，判断所述卫星的工作状态，若所述卫星不处于维护状态，则开始诊断；以及

根据所述星载监测接收机监测到的实时下行导航信号性能，判断下行导航信号的状态。

进一步地，所述实时下行导航信号性能包括，下行导航信号的实时功率及时延。

进一步地，所述单机诊断模式包括，判断下行导航信号的实时功率及时延与基准值的差值是否超过预设门限，若超过，则进行告警。

进一步地，所述单机诊断模式还包括，对未正常工作的星载监测接收机进行恢复。

进一步地，所述双机诊断模式包括，分别判断所述两台星载监测接收机监测到的下行导航信号的实时功率及时延与基准值的差值是否超过预设门限，若均超过预设门限，则进行告警。

本发明提供的一种基于双机监测的星载自主故障诊断方法，通过对两台星载监测接收机的信息进行联合处理，并结合信号特点，对数据进行层次区分，进而进行自主故障诊断，适用于空间环境恶劣的情况下，星载多航天器部件共同作用的信号监测，能有效降低判读模块本身出故障导致的告警概率。此外，其可根据星载监测接收机的工作状态，自动切换至单机诊断模式或双机诊断模式。

附图说明