一种卫星自主功率安全管控方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种卫星自主功率安全管控方法及系统，该方法包括获取观测量、对观测量数据进行融合处理和调整下行信号功率。该系统包括用于获取观测量并将观测量发送给中央处理单元的监测单元、用于对接收到的观测量数据进行融合处理并发送指令给信号发生单元的中央处理单元和用于根据中央处理单元的指令对下行信号功率进行调整的信号发生单元。本发明专利技术的方法和系统可实现对卫星发生异常时的快速诊断、处理，保障卫星运行安全，不需要地面控制系统介入。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星自主功率安全管控方法及系统
本专利技术涉及星载大功率产品领域，尤其涉及一种卫星依据对发射信号的自主监测结果，实现自主功率安全管控的方法及系统。
技术介绍
现有导航系统(如GPS、伽利略、北斗)卫星载荷均已配备了卫星自主完好性监测产品，即卫星发射的下行信号在功率、测距等发生异常时，卫星自主完成告警并将下行电文中卫星健康标识置为“不健康”，告知用户终端该卫星信号为不可用，不得使用该卫星信号参与定位，避免用户使用异常的信号造成定位偏离，从而造成不必要的损失。然而，当卫星监测载荷监测到下行信号告警后，其不能完成对卫星信号故障的定位，假如是后端大功率发射发生异常，如卫星不能及时采取保护措施，故障的累积对卫星整个载荷的安全将是致命和不可挽回的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提出了一种卫星全自主下行信号发射功率管控的方法及系统，可实现对卫星发生异常时的快速诊断、处理，保障卫星运行安全，不需要地面控制系统介入。本专利技术的一方面提供一种卫星自主功率安全管控方法，包括：步骤1，获取观测量；步骤2，对观测量数据进行融合处理；步骤3，调整下行信号功率。进一步，步骤1中的观测量包括直接采集的硬判决量和经过处理的具备信号特性的软判决量。进一步，步骤1包括：对获取的观测量进行数据有效性判断，有效的数据进行缓存并等待处理。进一步，步骤2具体包括：步骤21，计算各观测量正常时的基准值A；步骤22，计算各观测量每秒的准实时值Ai；步骤23，获取各观测量的告警标识；步骤24，数据融合处理。进一步，步骤21和步骤22的具体方法分别为：对各观测量数据取M秒长度分别对其计算均值，得到各观测量正常时的基准值A，其中M为正整数；从M+1s开始采用滑窗方式取N秒长度对各观测量计算均值，得到每秒准实时值Ai，其中i和N为正整数。进一步，步骤23的具体方法为：将各观测量的准实时值Ai与基准值A作差，将差值与预设的门限进行比对判断，超过门限则给出该观测量的告警标识。进一步，步骤24的具体方法为：硬判决量的告警为判断通过的必要条件，软判决量按贡献多少进行权重分配，即所有硬判决量均告警且所有软判决量加权后满足告警门限才告警，在满足如下公式要求时触发步骤3，：其中，W为下行功率调整的标识，I为硬判决量告警标识，Pi为软判决量告警标识，ρi为不同软判决量所占的权重，V为加权后的软判决量门限，所有的门限值均可通过地面重构修改。进一步，步骤3的具体方法为：将信号发射功率全量程衰减。进一步，将信号发射功率衰减为正常值的五十分之一。进一步，M＝300；N＝60。本专利技术的另一方面提供的一种卫星自主功率安全管控系统，包括：监测单元，用于获取观测量，并将观测量发送给中央处理单元；中央处理单元，用于对接收到的观测量数据进行融合处理并发送指令给信号发生单元；信号发生单元，用于根据中央处理单元的指令对下行信号功率进行调整。进一步，监测单元获取的观测量包括直接采集的硬判决量和经过处理的具备信号特性的软判决量。进一步，中央处理单元对接收到的观测量进行数据有效性判断，有效的数据进行缓存并等待处理。进一步，中央处理单元对观测量数据进行融合处理的方法包括：步骤21，计算各观测量正常时的基准值A；步骤22，计算各观测量每秒的准实时值Ai；步骤23，获取各观测量的告警标识；步骤24，数据融合处理。进一步，步骤21和步骤22的具体方法分别为：对各观测量数据取M秒长度分别对其计算均值，得到各观测量正常时的基准值A，其中M为正整数；从M+1s开始采用滑窗方式取N秒长度对各观测量计算均值，得到每秒准实时值Ai，其中i和N为正整数。进一步，步骤23的具体方法为：将各观测量的准实时值Ai与基准值A作差，将差值与预设的门限进行比对判断，超过门限则给出该观测量的告警标识。进一步，步骤24的具体方法为：硬判决量的告警为判断通过的必要条件，软判决量按贡献多少进行权重分配，，即所有硬判决量均告警且所有软判决量加权后满足告警门限才告警，在满足如下公式要求时触发步骤3：其中，W为下行功率调整的标识，I为硬判决量告警标识，Pi为软判决量告警标识，ρi为不同软判决量所占的权重，V为加权后的软判决量门限，所有的门限值均可通过地面重构修改。进一步，信号发生单元对下行信号功率进行调整的具体方法为：将信号发射功率全量程衰减。进一步，信号发生单元将信号发射功率衰减为正常值的五十分之一。进一步，还包括功率放大单元，用于将信号发生单元的输出功率进行放大再输出给卫星天线。进一步，M＝300；N＝60。本专利技术的另一方面提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。通过采用以上的技术方案，本专利技术的有益效果是：在卫星下行信号产生部分发生初始异常时，卫星能够自主、快速采取有效措施保证卫星的安全，实现卫星自主诊断、自主安全的智能监测与保护；在卫星运行到地面监测站不可见空间时，在卫星发生异常时，能够快速响应，将卫星播发信号的功率衰减为正常值的五十分之一，避免地面不可控时故障进一步恶化。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为与本专利技术的示例性实施例一致的观测量数据滑窗处理示意图；图2为与本专利技术的示例性实施例一致的系统原理框图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。为实现本专利技术的目的，本专利技术提出了一种依据卫星监测数据完成下行信号功率自主管控的方法，包括：步骤1，获取观测量。在一些实施例中，获取的观测量包括直接采集的硬判决量(如大功率器件电流)和经过处理的具备信号特性的软判决量(如信号功率、测距值、载波相位等)。在一些实施例中，还需要对获取的观测量进行数据有效性判断，有效的数据进行缓存并等待处理。步骤2，观测量数据融合处理。步骤3，下行信号功率调整。在一些实施例中，将信号发射功率全量程衰减(例如，将信号发射功率衰减为正常值的五十分之一)，从而完成下行信号功率调整。在一些实施例中，步骤2具体包括：步骤21，计算各观测量正常时的基准值A。在一些实施例中，对各观测量数据取M秒长度分别对其计算均值，得到各观测量正常时的基准值A，其中M为正整数，可通过地面重构修改。在一些实施例中，M＝300。步骤22，计算各观测量每秒的准实时值Ai。在一些实施例中，如图1所示，从M+1s开始采用滑窗方式取N秒长度对各观测量计算均值，得到每秒准实时值Ai，其中i和N为正整数。在一些实施例中，N＝60。采用实时的处理方法，对观测量进行滑窗式的均值计算，避免由于数据抖动造成误判，减少判决的虚警率。步骤23，获取各观测量的告警标识。在一些实施例中，将各观测量的准实时值Ai与基准值A作差，将差值与预设的门限进行比对判断，超过门限则给出该观测量的告警标识。步骤24，数据融合处理。在一些实施例中，根据观测量的重要性进行分类，其中硬判决量的告警为判断通过的必要条件，软判决量按贡献多少进行权重分配，在满足如下公式要求时触发下行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，包括：步骤1，获取观测量；步骤2，对观测量数据进行融合处理；步骤3，调整下行信号功率。

【技术特征摘要】
1.一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，包括：步骤1，获取观测量；步骤2，对观测量数据进行融合处理；步骤3，调整下行信号功率。2.根据权利要求1所述的一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，步骤1中的观测量包括直接采集的硬判决量和经过处理的具备信号特性的软判决量。3.根据权利要求2所述的一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，步骤1包括：对获取的观测量进行数据有效性判断，有效的数据进行缓存并等待处理。4.根据权利要求2或3所述的一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，步骤2具体包括：步骤21，计算各观测量正常时的基准值A；步骤22，计算各观测量每秒的准实时值Ai；步骤23，获取各观测量的告警标识；步骤24，数据融合处理。5.根据权利要求4所述的一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，步骤21和步骤22的具体方法分别为：对各观测量数据取M秒长度分别对其计算均值，得到各观测量正常时的基准值A，其中M为正整数；从M+1s开始采用滑窗方式取N秒长度对各观测量计算均值，得到每秒准实时值Ai，其中i和N为正整数。6.根据权利要求5所述的一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，步骤23的具体方法为：将各观测量的准实时值Ai与基准值A作差，将差值与预设的门限进行比对判断，超过门限则给出该观测量的告警标识。7.根据权利要求6所述的一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，步骤24的具体方法为：硬判决量的告警为判断通过的必要条件，软判决量按贡献多少进行权重分配，即所有硬判决量均告警且所有软判决量加权后满足告警门限才告警，在满足如下公式要求时触发步骤3，：其中，W为下行功率调整的标识，I为硬判决量告警标识，Pi为软判决量告警标识，ρi为不同软判决量所占的权重，V为加权后的软判决量门限，所有的门限值均可通过地面重构修改。8.根据权利要求7所述的一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，步骤3的具体方法为：将信号发射功率全量程衰减。9.根据权利要求8所述的一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，将信号发射功率衰减为正常值的五十分之一。10.根据权利要求5所述的一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，M＝300。11.根据权利要求5所述的一种卫星自主功率安全管控方法，其特征在于，N＝60。12.一种卫星自主功率安全管控系统，其特征在于，包括：监测单元，用于获取观测量，并将观测量发送给中央处理单元；中央处理单元，用于对接收到的观测量数据进行融合处理并发送指令给信号发生单元；信号发生单元，用于根据中央处理单元的指令对下行信号功率进行调整。13.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭少彬，陈林，李杨，王正忠，周袆，李旭鹏，宋坤，杨溢，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51