[发明专利]基于梯度阈值的卫星电源系统健康评估方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于梯度阈值的卫星电源系统健康评估方法及系统，包括：获取卫星电源系统遥测参数，对获取的卫星电源系统遥测参数进行预处理；基于预处理后的遥测参数识别遥参梯度变化点并计算遥参梯度；利用局部加权回归平滑方法对预处理后的遥测参数进行数据平滑计算，将遥参数据转化为遥参曲线，计算梯度变化点位置曲线斜率；记录预设时间内卫星正常运行数据对应的全部参数梯度以及对应的曲线斜率，并分别记录最大值和最小值；卫星在轨运行过程中，当遥测参数产生一梯度变化点时触发一次评价运算，计算参数梯度与曲线斜率，当梯度与曲线斜率均超过正常运行最大值时，则触发健康状态评估。本发明运算占用资源少，实时性强等特点。

技术领域

本发明涉及卫星电源系统技术领域，具体地，涉及基于梯度阈值的卫星电源系统健康评估方法及系统，更为具体地，一种基于梯度识别与阈值判定的卫星电源系统健康评估方法及系统。

背景技术

卫星是一类重要的航天器，它需要具备较高的可靠性以确保顺利完成空间任务。由于太空环境复杂，卫星不可避免的发生某些故障，卫星电源系统作为卫星的能量供应系统，若发生故障则会导致卫星工作异常甚至整机瘫痪。航天器健康评估技术是保证航天器在轨可靠稳定运行的关键技术之一，健康评估主要是对各种手段获得的监测数据、历史数据等进行综合分析，利用各种预测诊断算法挖掘数据所反映的设备健康状态信息及其变化趋势，推测出存在的或可能发生的故障模式。健康评估技术的为航天器在轨任务规划、故障处理维护等提供决策支持，对有效提高航天器生存能力具有非常重要的意义。

专利文献CN108594631A(申请号：201810256751.8)公开了一种GNSS授时性能评估方法，在国家授时中心放置GNSS定时接收机，通过溯源模型、星钟模型、发射通道偏差、接收端延迟等参数对接收机输出的伪距进行修正，得到卫星广播的UTC时间；同时利用BIPM T公报发布的UTC-UTC(NTSC)数据，得到实际的UTC时间。通过比对卫星广播UTC时间与实际UTC时间的时差，得到用户获得的授时误差。该专利通过比对卫星广播UTC时间与实际UTC时间的时差，得到用户获得的授时误差，评估单颗卫星的授时性能。

专利文献CN108462467A(申请号：201711375139.4)一种新型功率拓扑下太阳翼在轨输出功率评估方法，通过对太阳电池阵各部分的参数的测量与计算，实现了新一代PCU功率拓扑太阳电池阵在轨功率评估，用于填补现有技术中太阳翼在轨功率评估方法无法适应新一代PCU的空白问题，利用整星负载电流、分阵分流调节状态、太阳电池阵电流、轨道位置、日期等在轨遥测参数，实时确定太阳电池阵在轨功率输出能力，对地面设计的结果进行有效的验证，可靠性高，精度高。该专利利用整星负载电流、分阵分流调节状态、太阳电池阵电流、轨道位置、日期等在轨遥测参数，实时确定太阳电池阵在轨功率输出能力。

目前在航空航天领域的健康评估算法中，阈值判定是评估技术的核心思想。其通过评估状态和设定阈值的对比得到健康度进行评估。但是实际卫星在在轨运行的环境中，部分单机参数值敏感性远低于它梯度敏感性，针对该类型单机，使用传统阈值判定方法存在一定的局限性。

针对这些无法通过以阈值判定作为核心思想技术来实现评估功能的单机，需要针对单机参数梯度完成健康评估，准备识别单机参数梯度，并在参数梯度非正常状态完成报警。本发明针对当前评估技术中存在的这一空白，提出一种基于梯度识别与阈值判定的卫星电源系统健康评估技术。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于梯度阈值的卫星电源系统健康评估方法及系统。

根据本发明提供的一种基于梯度阈值的卫星电源系统健康评估方法，包括：

步骤M1：获取卫星电源系统遥测参数，对获取的卫星电源系统遥测参数进行预处理，得到预处理后的遥测参数；

步骤M2：基于预处理后的遥测参数识别遥参梯度变化点并计算遥参梯度；