一种基于软件实现的卫星故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于软件实现的卫星故障诊断方法，包括如下步骤：步骤一、地面站向卫星发送包含故障诊断信息的注数；步骤二、星载计算机软件对接收到的注数进行合法性判断，如果合法则进入步骤三、否则丢弃注数，不作处理；步骤三、星载计算机软件进入故障诊断遥测模式，向地面下传故障诊断包直至完成所有故障诊断包的下传。本发明专利技术提出的方法，不影响现有的遥测模式，实现了对卫星工作状态或者故障的详细诊断，显著提高了卫星的可用性、可维护性，对延长卫星的寿命具有积极的作用。此外，该方法灵活实用，易于在工程实践中实施运用。

A Method of Satellite Fault Diagnosis Based on Software Implementation

The invention discloses a satellite fault diagnosis method based on software implementation, which includes the following steps: first, the number of notes containing fault diagnosis information is transmitted from ground station to satellite; second, the legality of the received number of notes is judged by on-board computer software; if it is legitimate, it enters step 3, otherwise the number of notes is discarded and not processed; and third, the on-board computer software enters into the satellite. Enter the fault diagnosis telemetry mode and download the fault diagnosis packages to the ground until all the fault diagnosis packages are downloaded. The method of the invention does not affect the existing telemetry mode, realizes the detailed diagnosis of satellite working state or fault, significantly improves the availability and maintainability of the satellite, and has a positive effect on prolonging the life of the satellite. In addition, this method is flexible and practical, and easy to be applied in engineering practice.

【技术实现步骤摘要】
一种基于软件实现的卫星故障诊断方法
本专利技术涉及一种卫星的故障诊断方法，特别是涉及一种基于软件实现的卫星故障诊断方法。
技术介绍
卫星环绕于地球中低轨道、高轨道甚至运行于深空探测环境中，在卫星出现故障时地面需要及时发现故障并采取补救措施，以提高卫星的可用性并延长卫星的寿命。地面与卫星之间交互的通道包含遥测和遥控两个方面。具体地，遥控是指地面(可通过中继转发)发送命令或者注数来控制卫星的工作状态和行为；遥测是卫星下传到地面，并被地面用于监测卫星的工作状态或者故障诊断。当前，卫星的测控功能综合了卫星其它信息处理的功能，形成了以星载计算机为核心的星载数据管理系统。星载数据管理系统主要由星载计算机和各远程终端组成，其中各远程终端设置在被测、被控对象附近，并通过总线与星载计算机连接。星载计算机软件运行于星载计算机中，负责采集各远程终端以及自身的模拟量、数字量、温度量遥测，并通过组包、组帧下传到地面站；接收地面遥控注数并将数据分发给被控对象；此外还具备整星时间管理、程控控制等功能。当卫星处于正常运行状态时，受测控通道码速率(目前最高为8192bps)以及遥测更新频率的限制，星载计算机软件下传遥测时会严格控制数据量，主要传输一些过程、状态量遥测，用于监测卫星的在轨运行状态。但在某些特殊情况下，比如卫星工作异常时，单靠下传的过程、状态量遥测无法定位异常原因，还需要更加具体的异常信息，而这类信息通常数据量较大或者只有在异常情况下数据本身才有意义，因此不适合作为常规遥测下传，故障诊断工作也变得困难。本专利技术针对当前卫星故障诊断方面存在的问题，在不影响常规遥测下传的基础上，提出了一种灵活实用的基于软件实现的卫星故障诊断方法。目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于软件实现的卫星故障诊断方法，该方法在现有遥测模式的基础上(下传常规遥测)，增加了一种用于故障诊断的遥测模式。在卫星工作状态异常时地面可通过注数进入故障诊断模式，以获得详细的异常信息或者其它用于定位问题的数据和代码。该方法灵活实用，可显著提高卫星的可用性、可维护性，对延长卫星的寿命具有积极的作用。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种基于软件实现的卫星故障诊断方法，包括如下步骤：步骤一、地面站向卫星发送包含故障诊断信息的注数；步骤二、星载计算机软件对接收到的注数进行合法性判断，如果合法则进入步骤三，否则丢弃注数，不作处理；步骤三、星载计算机软件进入故障诊断遥测模式，向地面下传故障诊断包直至完成所有故障诊断包的下传；步骤四、星载计算机软件退出故障诊断模式，恢复常规遥测模式。优选地，所述故障诊断信息具体包含数据的用途(即进入故障诊断模式)，以及故障诊断数据的起始地址、结束地址。优选地，所述故障诊断数据可以为数据，也可以为代码，主要用于地面诊断卫星工作状态或者故障。数据可以位于星载计算机或者远程终端的任何存储器中，比如内存、EEPROM、PROM等。优选地，所述星载计算机软件运行于星载计算机中，接收地面遥控注数并进入故障诊断模式；负责采集各远程终端以及自身的故障诊断数据，完成遥测的组包、组帧并下传到地面站。优选地，所述远程终端通过总线与星载计算机连接，由嵌入在远程终端内的软件解析来自星载计算机的故障诊断数据采集请求，完成数据的准备，并通知星载计算机获取数据。优选地，所述故障诊断包的下传基于当前普遍采用的分包遥测方案，首先将故障诊断数据组织成完整的包，由星载计算机软件根据包调度算法(即遥测包在不同遥测模式下的组合规则)组织成遥测帧，并下传到地面。优选地，所述遥测模式指遥测包调度的不同方式，本专利技术涉及常规遥测模式和故障诊断模式，还可以包含其它比如应急、能源危机等情况下的遥测模式，根据型号具体应用进行设计。不同遥测模式间的区别主要是下传的遥测在信息内容上有所侧重，比如故障诊断模式下的遥测包含故障诊断数据，而这类数据在其它遥测模式中不存在。进一步地，所述故障诊断方法具体包括下列步骤：S1、地面站向卫星发送注数，注数包中的数据用途标明进入故障诊断模式，数据域包含数据的目标对象(为星载计算机或者远程终端)、待获取数据的起始地址和结束地址信息；S2、星载计算机软件对接收的遥控注数进行同步头、长度、CRC校验(CyclicRedundancyCheck，循环冗余校验)等，判断遥控包的合法性；如果合法则进入步骤S3，否则丢弃当前注数包，不作处理；S3、星载计算机软件解析遥控数据内容，判定数据的目标对象，如果目标对象为星载计算机或远程终端，则设置故障诊断对象；否则丢弃当前注数包，不作处理；S4、星载计算机软件根据步骤S3中设置的故障诊断对象来判定地址的合法性；如果故障诊断对象为星载计算机，则判断数据的起始、结束地址是否在合法范围内，如果合法则进入步骤S5，不合法则丢弃，不作处理；如果为远程终端，进入步骤S5；S5、星载计算机软件根据数据的起始地址、结束地址信息计算故障诊断包的个数，假设为N，为方便软件实现，每个故障诊断包的长度是固定的，假设为L字节，具体长度根据采用的遥测体制来确定；S6、星载计算机软件进入故障诊断的遥测模式，初始化故障诊断包下传的计数器Cnt为0；S7、星载计算机软件判定故障诊断包下传的计数器Cnt是否小于N，如果等于N，则进入步骤S16，否则进入步骤S8；S8、根据数据的起始地址，获取固定长度为L字节的数据块；如果是星载计算机，本地获取数据后进入步骤S12；如果是远程终端，进入步骤S9；S9、星载计算机软件将请求信息通过总线转发给远程终端；，请求信息包含数据的起始地址和长度，长度固定为L字节；S10、远程终端接收数据后判断地址和长度的合法性；如果合法，则准备好数据后由星载计算机取走；如果不合法，则通知星载计算机软件清零故障诊断包N，进入步骤S7；S11、星载计算机软件通过总线获取远程终端的故障诊断数据；S12、星载计算机软件获取故障诊断数据组包，故障诊断数据组包的有效数据长度为L字节；S13、星载计算机软件将故障诊断数据包组织到遥测下传帧中；S14、计数器Cnt加1；S15、星载计算机软件更新起始地址，在现起始地址加上L字节，进入步骤S7；S16、星载计算机软件完成所有故障诊断数据的下传，自动退出故障诊断模式，恢复常规遥测模式。所述步骤S6中星载计算机软件进入故障诊断模式后，不再接受地面对其它目标对象的故障诊断注数，需要完成对当前对象的故障诊断数据下传后才可以接受新的故障诊断注数。本专利技术具有以下有益效果：不影响现有的遥测模式，实现了对卫星工作状态或者故障的详细诊断。该方法显著提高了卫星的可用性、可维护性，对延长卫星的寿命具有积极的作用。此外，该方法灵活实用，易于在工程实践中实施运用。附图说明图1为本专利技术实施例的星载数据管理系统示意图。图2为本专利技术实施例基于软件实现的卫星故障诊断方法的流程图。具体实施方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。如图1至图2所示，本专利技术基于软件实现的卫星故障诊断方法包括下列步骤：步骤一、地面站向卫星发送包含故障诊断信息的注数；步骤二、星载计算机软件对接收到的注数进行合法性判断，如果合法则进入步骤三，否则丢弃注数，不作处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于软件实现的卫星故障诊断方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤一、地面站向卫星发送包含故障诊断信息的注数；步骤二、星载计算机软件对接收到的注数进行合法性判断，如果合法则进入步骤三，否则丢弃注数，不作处理；步骤三、星载计算机软件进入故障诊断遥测模式，向地面下传故障诊断包直至完成所有故障诊断包的下传；步骤四、星载计算机软件退出故障诊断模式，恢复常规遥测模式。

【技术特征摘要】
1.一种基于软件实现的卫星故障诊断方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤一、地面站向卫星发送包含故障诊断信息的注数；步骤二、星载计算机软件对接收到的注数进行合法性判断，如果合法则进入步骤三，否则丢弃注数，不作处理；步骤三、星载计算机软件进入故障诊断遥测模式，向地面下传故障诊断包直至完成所有故障诊断包的下传；步骤四、星载计算机软件退出故障诊断模式，恢复常规遥测模式。2.如权利要求1所述的基于软件实现的卫星故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断信息包含数据的用途，以及故障诊断数据的起始地址、结束地址。3.如权利要求2所述的基于软件实现的卫星故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断数据为数据或代码，用于地面诊断卫星工作状态或者故障；数据可位于星载计算机或者远程终端的任何存储器中。4.如权利要求1所述的基于软件实现的卫星故障诊断方法，其特征在于，所述星载计算机软件运行于星载计算机中，接收地面遥控注数并进入故障诊断模式；负责采集各远程终端以及自身的故障诊断数据，完成遥测的组包、组帧并下传到地面站。5.如权利要求4所述的基于软件实现的卫星故障诊断方法，其特征在于，所述远程终端通过总线与星载计算机连接，由嵌入在远程终端内的软件解析来自星载计算机的故障诊断数据采集请求，完成数据的准备，并通知星载计算机获取数据。6.如权利要求1所述的基于软件实现的卫星故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断包的下传基于当前普遍采用的分包遥测方案，首先将故障诊断数据组织成完整的包，由星载计算机软件根据包调度算法组织成遥测帧，并下传到地面。7.如权利要求1所述的基于软件实现的卫星故障诊断方法，其特征在于，所述遥测模式指遥测包调度的不同方式。8.如权利要求1所述的基于软件实现的卫星故障诊断方法，其特征在于，具体包括下列步骤：S1、地面站向卫星发送注数，注数包中的数据用途标明进入故障诊断模式，数据域包含数据的目标对象、待获取数据的起始地址和结束地址信息；S2、星载计算机软件对接收的遥控注数进行同步头、长度、CRC校验，判断遥控包的合法性；如果合法则...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭艳丽，颜俊菁，陈骏林，吴侃侃，李美光，田华，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31