一种小卫星控制分系统工作状态自动判读系统技术方案

一种小卫星控制分系统工作状态自动判读系统，对获取的控制分系统遥测数据和地面动力学仿真数据预处理和衍生计算后，从判据测试库中自动调用测试判据，对控制分系统的测试数据实时判读，判断卫星控制分系统工作状态是否正常、遥测数据是否超差，实时自动监视卫星控制分系统测试的正确性和安全性。本发明专利技术改变了目前遥测参数自动化监视工具软件仅根据定义的参数范围进行数据判读的现状，解决了实时动态变化的控制分系统姿态敏感器姿态测量数据不能精确判读的问题，提高了测试质量和效率，并将地面动力学仿真数据引入测试数据判读，增加了数据判读工作的准确性和有效性，能够及时发现、定位测试中出现的问题，提高了卫星测试系统故障预警诊断能力。

【技术实现步骤摘要】
一种小卫星控制分系统工作状态自动判读系统
本专利技术涉及一种小卫星控制分系统工作状态自动判读系统，属于卫星测试

技术介绍
卫星综合测试系统的集成度、自动化程度和测试效率反映了卫星测试的技术水准。目前，我国卫星综合测试系统基本使用分散式测试设备，测试数据和结果也主要由人工判断。这种测试模式的缺点是：需要的测试人员和操作岗位较多；人工监视数据可能漏过瞬态突发故障，且存在误判和未及时判现象；难以实现各测试数据的时间同步，这在故障定位和分析时尤为突出；测试效率较低；测试人员的工作强度较大。随着卫星应用需求的不断增大，卫星自动测试技术愈显重要。提高卫星测试系统的智能化和自动化测试水准，不仅能满足快速测试的需要，而且可提高资源利用率。小卫星控制分系统测试数据量庞大、信号类型复杂、数据实时性、一致性和可靠性要求高、数据随环境变化快，因此对控制分系统的测试数据判读和处理等均提出很高要求，传统手工数据判读方法无法满足卫星测试需求。为解决上述问题，目前主要使用遥测参数自动化监视工具软件，能够自动根据定义的参数范围进行数据判读，参数越界时发出报警提示，但是对于实时动态变化的控制分系统姿态敏感器姿态测量数据，仅根据参数范围判读是难于发现测试问题的，且遥测参数自动化监视工具软件未引入地面动力学仿真数据的判读。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种小卫星控制分系统工作状态自动判读系统，对获取的控制分系统遥测数据和地面动力学仿真数据进行数据预处理和衍生计算后，从判据测试库中自动调用测试判据，对控制分系统的测试数据进行实时判读，判断卫星控制分系统的工作状态是否正常、遥测数据是否超差等信息，实时自动监视卫星控制分系统测试的正确性和安全性。本专利技术的技术解决方案是：一种小卫星控制分系统工作状态自动判读系统，包括数据获取模块、数据预处理模块、衍生计算模块、数据判读模块、异常报警和图形化显示模块：数据获取模块将测试数据库中的卫星控制分系统遥测数据源码和地面动力学仿真数据源码取出，进行源码识别处理，得到遥测数据工程值和地面动力学仿真数据工程值，传送至数据预处理模块；数据预处理模块去除遥测数据工程值中存在的不连续、跳码这两种非平稳数据，选择有效的遥测数据工程值(有效的遥测数据工程值为去除遥测数据工程值中存在的不连续、跳码这两种非平稳数据后的数据)，并且对有效的遥测数据工程值的产生时间进行分析，判断数据的产生时间是否正确，当数据的产生时间不正确时，将产生时间不正确的有效的遥测数据工程值通过异常报警和图形化显示模块进行显示，数据预处理模块将地面动力学仿真数据工程值和有效的遥测数据工程值传送至衍生计算模块；衍生计算模块对数据预处理模块送来的需要进行衍生计算的有效的遥测数据工程值进行衍生计算，需要进行衍生计算的遥测数据包括实时动态变化的姿态敏感器姿态测量数据，将衍生计算结果通过异常报警和图形化显示模块进行显示，衍生计算模块将衍生计算结果、有效的遥测数据工程值、地面动力学仿真数据工程值传送至数据判读模块；数据判读模块自动调取判据测试库的测试判据，根据测试判据对衍生计算模块送来的衍生计算结果、有效的遥测数据工程值进行正确性判读，根据测试判据对地面动力学仿真数据工程值和有效的遥测数据工程值进行一致性比对判读，判断卫星控制分系统工作状态是否正常，将与测试判据不符的地面动力学仿真数据工程值和有效的遥测数据工程值通过异常报警和图形化显示模块进行显示；异常报警和图形化显示模块将与测试判据不符的地面动力学仿真数据工程值和有效的遥测数据工程值进行异常报警。本专利技术与现有技术相比的优点是：(1)本专利技术针对控制分系统测试数据量庞大、信号类型复杂、数据实时性、一致性和可靠性要求高、数据随环境变化快的特点，改变了目前遥测参数自动化监视工具软件仅根据定义的参数范围进行数据判读的现状，解决了实时动态变化的控制分系统姿态敏感器姿态测量数据不能精确判读的问题，降低了测试人员的工作强度，提高了测试质量和测试效率。(2)本专利技术将地面动力学仿真数据引入测试数据判读，增加了数据判读工作的准确性和有效性，改变了目前故障诊断技术水平低、测试时间长、测试期间故障分析和隔离主要依靠专家经验、缺少故障分析手段的现状，能够及时发现、定位测试中出现的问题，提高了卫星测试系统故障预警诊断能力。附图说明图1为本专利技术的系统结构图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细地描述：如图1所示，本专利技术按照功能模块划分可分为数据获取模块、数据预处理模块、衍生计算模块、数据判读模块、异常报警和图形化显示模块；数据获取模块将测试数据库中的卫星控制分系统遥测数据源码和地面动力学仿真数据源码取出，进行源码识别处理，得到遥测数据工程值和地面动力学仿真数据工程值，传送至数据预处理模块。遥测数据是指通过星地测控链路下传的卫星实时遥测数据，为便于判读，将控制分系统遥测数据划分为三类：实时动态变化的姿态敏感器姿态测量数据和执行机构工作信息数据、部件数据有效性标志和故障诊断标志及通讯情况标志的数字量遥测、反映部件工作情况的模拟量遥测。地面动力学仿真数据包括动力学仿真姿态数据、动力学仿真轨道数据、动力学仿真程序输出的姿态敏感器姿态数据、动力学仿真程序采集的执行机构工作信息数据。例如，某卫星配置三个星敏感器。对星敏感器进行数据判读，按照上述遥测数据分类方法进行分类，实时动态变化的姿态敏感器姿态测量数据指的是星敏感器1/2/3得到的姿态四元数；数字量遥测包括加断电状态、自主诊断状态、星敏感器1/2/3数据有效性、星敏感器1/2/3使用状态、星敏感器1/2/3状态信息、星敏感器工作状态、星敏感器致冷器状态、AOCC与星敏感器1/2/3通信状态、星敏感器同步控制状态、星敏感器1/2/3故障状态；反映部件工作情况的模拟量遥测包括三个星敏感器连续无姿态输出时间、星敏感器1/2/3的CCD温度、星敏感器1/2/3的头部温度、星敏感器1/2/3重启次数、星敏感器1/2/3同步脉冲计数器、AOCC与星敏感器1/2/3连续通讯故障次数、AOCC与星敏感器1/2/3通讯累计故障次数。地面动力学仿真数据包括动力学仿真姿态数据、动力学仿真轨道数据、动力学仿真程序输出的姿态敏感器姿态数据，动力学仿真姿态数据指的是地面滚动角、地面俯仰角、地面偏航角、地面滚动角速度、地面俯仰角速度、地面偏航角速度，动力学仿真轨道数据指的是地面轨道六根数(轨道六根数指半长轴a、偏心率e、轨道倾角i、升交点赤经Ω、平近点角λ、纬度幅角u)，动力学仿真程序输出的姿态敏感器姿态数据指的是星敏感器姿态四元数，从理论上说，应该与星敏感器1/2/3得到的姿态四元数一致，由于星地时延和数据处理的精度等原因，地面动力学仿真数据和对应的遥测数据比对时应设置允许的阈值范围。数据预处理模块去除遥测数据工程值中存在的不连续、跳码这两种非平稳数据，选择有效的遥测数据工程值，并且对有效的遥测数据工程值的产生时间进行分析，判断数据的产生时间是否正确，当数据的产生时间不正确时，将产生时间不正确的有效的遥测数据工程值通过异常报警和图形化显示模块进行显示，数据预处理模块将地面动力学仿真数据工程值和有效的遥测数据工程值传送至衍生计算模块。卫星实时下传的遥测数据可能存在着不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小卫星控制分系统工作状态自动判读系统，其特征在于：包括数据获取模块、数据预处理模块、衍生计算模块、数据判读模块、异常报警和图形化显示模块：数据获取模块将测试数据库中的卫星控制分系统遥测数据源码和地面动力学仿真数据源码取出，进行源码识别处理，得到遥测数据工程值和地面动力学仿真数据工程值，传送至数据预处理模块；数据预处理模块去除遥测数据工程值中存在的不连续、跳码这两种非平稳数据，选择有效的遥测数据工程值，并且对有效的遥测数据工程值的产生时间进行分析，判断数据的产生时间是否正确，当数据的产生时间不正确时，将产生时间不正确的有效的遥测数据工程值通过异常报警和图形化显示模块进行显示，数据预处理模块将地面动力学仿真数据工程值和有效的遥测数据工程值传送至衍生计算模块；衍生计算模块对数据预处理模块送来的需要进行衍生计算的有效的遥测数据工程值进行衍生计算，需要进行衍生计算的遥测数据包括实时动态变化的姿态敏感器姿态测量数据，将衍生计算结果通过异常报警和图形化显示模块进行显示，衍生计算模块将衍生计算结果、有效的遥测数据工程值、地面动力学仿真数据工程值传送至数据判读模块；数据判读模块自动调取判据测试库的测试判据，根据测试判据对衍生计算模块送来的衍生计算结果、有效的遥测数据工程值进行正确性判读，根据测试判据对地面动力学仿真数据工程值和有效的遥测数据工程值进行一致性比对判读，判断卫星控制分系统工作状态是否正常，将与测试判据不符的地面动力学仿真数据工程值和有效的遥测数据工程值通过异常报警和图形化显示模块进行显示；异常报警和图形化显示模块将与测试判据不符的地面动力学仿真数据工程值和有效的遥测数据工程值进行异常报警。...

【技术特征摘要】
1.一种小卫星控制分系统工作状态自动判读系统，其特征在于：包括数据获取模块、数据预处理模块、衍生计算模块、数据判读模块、异常报警和图形化显示模块：数据获取模块将测试数据库中的卫星控制分系统遥测数据源码和地面动力学仿真数据源码取出，进行源码识别处理，得到遥测数据工程值和地面动力学仿真数据工程值，传送至数据预处理模块；数据预处理模块去除遥测数据工程值中存在的不连续、跳码这两种非平稳数据，选择有效的遥测数据工程值，并且对有效的遥测数据工程值的产生时间进行分析，判断数据的产生时间是否正确，当数据的产生时间不正确时，将产生时间不正确的有效的遥测数据工程值通过异常报警和图形化显示模块进行显示，数据预处理模块将地面动力学仿真数据工程值和有效的遥测数据工程值传送至衍生计算模块；衍生计算模块对数据预处理模块送来的需...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴婧，陆文高，阎诚，关彬，宋明轩，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11