航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统，所述系统包括：主动方航天器推进剂补加子系统，包括主动方航天器对接总线和主动方航天器补加控制设备；以及被动方航天器推进剂补加子系统，包括被动方航天器对接总线和被动方航天器补加控制设备，其中，主动方航天器对接总线和被动方航天器对接总线相连，以提供补加数据交互通道，主动方航天器补加控制设备用于生成指示主动方航天器的补加状态的补加数据并且被动方航天器补加控制设备用于生成指示被动方航天器的补加状态的补加数据。本发明专利技术有效地提高了推进剂在轨补加的自主程度和安全性。

Autonomous interaction and disposal system and method of propellant data on orbit

The invention relates to a spacecraft propellant feeding data interactive and disposal system, the system includes: the active side of spacecraft propellant added subsystem, including the active side of spacecraft docking bus and the active side spacecraft added control equipment; and the passive side of spacecraft propellant added subsystem, including the passive side bus and passive spacecraft docking our spacecraft added control equipment, the active and passive party party spacecraft docking spacecraft docking bus connected to the bus, to provide additional data exchange channel, the active side spacecraft added control equipment used to generate additional instructions initiated spacecraft state additional data and additional spacecraft passive side control device for adding data produce a passive party spacecraft added state. The invention effectively improves the degree of independence and safety of the propellant on orbit.

【技术实现步骤摘要】
航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统及方法
本专利技术涉及航天器领域，尤其涉及一种航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统及方法。
技术介绍
在航天器在轨补加推进剂任务中，需要在主动航天器与被动航天器的配合下进行，补加过程可被分为多个步骤，每个步骤完成后才可开展下一步骤工作，主要过程如下：(1)浮动断接器插合：主动航天器驱动浮动断接器完成插合，将主被动航天器间的补加管路连通；(2)补加管路检漏：主动方航天器对补加管路密封性进行检查；(3)压气机抽气：被动方航天器启动压气机降低自身贮箱压力，具备接收推进剂的条件；(4)贮箱补加：主动方航天器打开补加管路阀门，在双方贮箱压差作用下将推进剂挤压输送至被动方贮箱中，进行补加；(5)补加管路吹除：补加完成后，主被动双方补加管路中仍残留有液体推进剂，因此在双方补加管路断开连接前，需将残液排放和吹除至真空中；(6)浮动断接器分离：补加管路吹除完成后，主动航天器驱动浮动断接器完成分离，将主被动航天器间的补加管路断开。在推进剂补加过程中，需密切关注浮动断接器脱开、液体泄漏、主动方贮箱超压、被动方贮箱卡滞等紧急重大故障，并针对这类故障进行尽快处置。因此，主被动双方的补加控制设备需设计有故障自主诊断和处置功能，并将故障信息通知对方进行处置。此外，补加量到位的时机可能发生在测控区外，地面无法实时监视和停止，为避免补加过量损害被动方贮箱，补加控制设备需设计有自主监测和停止补加的功能，并将到位信息通知对方进行处置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述技术问题，提供一种航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统及方法，通过在参与推进剂在轨补加的主动方航天器与被动方航天器之间实现补加数据的自主交互，提高推进剂在轨补加的自主程度和安全性。为实现上述专利技术目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统，包括主：动方航天器推进剂补加子系统，其包括主动方航天器对接总线和主动方航天器补加控制设备；以及被动方航天器推进剂补加子系统，其包括被动方航天器对接总线和被动方航天器补加控制设备，其中，所述主动方航天器对接总线和所述被动方航天器对接总线相连，以提供补加数据交互通道，所述主动方航天器补加控制设备用于生成指示所述主动方航天器的补加状态的补加数据并且所述被动方航天器补加控制设备用于生成指示所述被动方航天器的补加状态的补加数据。优选地，所述主动方航天器推进剂补加子系统还包括主动方航天器数管设备，通过主动方航天器内部总线连接至所述主动方航天器补加控制设备，用于接收来自所述主动方航天器补加控制设备生成的所述主动方航天器的补加数据，并将所述主动方航天器的补加数据提供给所述主动方航天器对接总线以发送给所述被动方航天器，并经由所述主动方航天器对接总线接收来自所述被动方航天器的补加数据；并且所述被动方航天器推进剂补加子系统还包括被动方航天器数管设备，通过被动方航天器内部总线连接至所述被动方航天器补加控制设备，用于接收来自所述被动方航天器补加控制设备生成的所述被动方航天器的补加数据，并将所述被动方航天器的补加数据提供给所述被动方航天器对接总线以发送给所述主动方航天器，并经由所述被动方航天器对接总线接收来自所述主动方航天器的补加数据。优选地，所述主动方航天器补加控制设备采集所述主动方航天器的补加系统参数、执行所述主动方航天器的故障诊断和故障处理，生成所述主动方航天器的补加数据，并且接收所述被动方航天器的补加数据，对所述被动方航天器的补加数据进行判读，并根据判读结果来控制所述主动方航天器的补加管路；并且所述被动方航天器补加控制设备采集所述被动方航天器的补加系统参数、执行所述被动方航天器的故障诊断和故障处理、生成所述被动方航天器的补加数据，并且接收所述主动方航天器的补加数据，对所述主动方航天器的补加数据进行判读，并根据判读结果来控制所述被动方航天器的补加管路优选地，所述主动方航天器的补加数据和所述被动方航天器的补加数据均包括标识字段、补加系统状态信息字段、故障信息字段、到位信息字段、预留字段、累加和字段和帧计数字段等为实现上述专利技术目的，根据本专利技术的另一个方面，提供一种航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置的方法，包括启动主动方航天器和被动方航天器的补加数据交互处理；主动方航天器补加控制设备根据接收到的来自所述被动方航天器的补加数据判定所述被动方航天器是否发生故障，并且所述被动方航天器补加控制设备根据接收到的来自所述主动方航天器的补加数据判定所述主动方航天器是否发生故障；以及在所述主动方航天器或所述被动方航天器发生故障的情况下，停止推进剂补加处理。优选地，启动主动方航天器和被动方航天器的补加数据交互处理包括：地面控制设备向所述主动方航天器和所述被动方航天器发送指令以对所述主动方航天器补加控制设备和所述被动方航天器补加控制设备加电；通过主动方航天器对接总线和被动方航天器对接总线，连接所述主动方航天器和所述被动方航天器以建立补加数据交互通道；以及所述地面控制设备向所述主动方航天器和所述被动方航天器发送指令，以使所述主动方航天器补加控制设备和所述被动方航天器补加控制设备分别生成补加数据，并通过所述补加数据交互通道在所述被动方航天器补加控制设备和所述主动方航天器补加控制设备之间互发生成的补加数据。优选地，所述主动方航天器补加控制设备根据接收到的来自所述被动方航天器的补加数据判定所述被动方航天器是否发生故障包括：当所述被动方航天器发生故障时，所述被动方航天器补加控制设备关闭所述被动方航天器的补加管路阀门；所述被动方航天器补加控制设备将补加数据中的故障信息字段设置为故障状态；所述主动方航天器补加控制设备接收到来自所述被动方航天器的指示故障的补加数据之后，关闭所述主动方航天器的补加管路阀门。优选地，所述被动方航天器补加控制设备根据接收到的来自所述主动方航天器的补加数据判定所述主动方航天器是否发生故障包括：当所述主动方航天器发生故障时，所述主动方航天器补加控制设备关闭所述主动方航天器的补加管路阀门；所述主动方航天器补加控制设备将补加数据中的故障信息字段设置为故障状态；所述被动方航天器补加控制设备接收到来自所述主动方航天器的指示故障的补加数据之后，关闭所述被动方航天器的补加管路阀门。优选地，在所述主动方航天器和所述被动方航天器均未发生故障的情况下，所述方法还包括：当推进剂补加量到位后，所述被动方航天器补加控制设备关闭所述被动方航天器的补加管路阀门；所述被动方航天器补加控制设备将补加数据中的到位信息字段设置为到位状态；所述主动方航天器补加控制设备接收到在所述被动方航天器的指示补加到位的补加数据之后，关闭所述主动方航天器的补加管路阀门；以及地面控制设备向所述主动方航天器和所述被动方航天器发送指令，以断开所述主动方航天器和所述被动方航天器之间的补加数据交互处理。本专利技术的有益效果是：(1)在补加推进剂的过程中，主动方航天器和被动方航天器在面对重大故障时可以进行联合处置。即，一方检测出故障后，在己方航天器内处置的同时，还将故障信息发送至对方航天器，从而对方航天器和己方航天器联合处理重大故障。(2)有效地解决了补加量到位的时机可能发生在测控区外，地面无法实时监视和停止的情况，被动方航天器具有自主监测和停本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统，其特征在于，所述系统包括：主动方航天器推进剂补加子系统，包括主动方航天器对接总线和主动方航天器补加控制设备；以及被动方航天器推进剂补加子系统，包括被动方航天器对接总线和被动方航天器补加控制设备，其中，所述主动方航天器对接总线和所述被动方航天器对接总线相连，以提供补加数据交互通道，所述主动方航天器补加控制设备用于生成指示所述主动方航天器的补加状态的补加数据并且所述被动方航天器补加控制设备用于生成指示所述被动方航天器的补加状态的补加数据。

【技术特征摘要】
1.一种航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统，其特征在于，所述系统包括：主动方航天器推进剂补加子系统，包括主动方航天器对接总线和主动方航天器补加控制设备；以及被动方航天器推进剂补加子系统，包括被动方航天器对接总线和被动方航天器补加控制设备，其中，所述主动方航天器对接总线和所述被动方航天器对接总线相连，以提供补加数据交互通道，所述主动方航天器补加控制设备用于生成指示所述主动方航天器的补加状态的补加数据并且所述被动方航天器补加控制设备用于生成指示所述被动方航天器的补加状态的补加数据。2.根据权利要求1所述的航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统，其特征在于，所述主动方航天器推进剂补加子系统还包括主动方航天器数管设备，通过主动方航天器内部总线连接至所述主动方航天器补加控制设备，用于接收来自所述主动方航天器补加控制设备生成的所述主动方航天器的补加数据，并将所述主动方航天器的补加数据提供给所述主动方航天器对接总线以发送给所述被动方航天器，并经由所述主动方航天器对接总线接收来自所述被动方航天器的补加数据；并且所述被动方航天器推进剂补加子系统还包括被动方航天器数管设备，通过被动方航天器内部总线连接至所述被动方航天器补加控制设备，用于接收来自所述被动方航天器补加控制设备生成的所述被动方航天器的补加数据，并将所述被动方航天器的补加数据提供给所述被动方航天器对接总线以发送给所述主动方航天器，并经由所述被动方航天器对接总线接收来自所述主动方航天器的补加数据。3.根据权利要求1所述的航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统，其特征在于，所述主动方航天器补加控制设备采集所述主动方航天器的补加系统参数、执行所述主动方航天器的故障诊断和故障处理、生成所述主动方航天器的补加数据，并且接收所述被动方航天器的补加数据，对所述被动方航天器的补加数据进行判读，并根据判读结果来控制所述主动方航天器的补加管路；并且所述被动方航天器补加控制设备采集所述被动方航天器的补加系统参数、执行所述被动方航天器的故障诊断和故障处理、生成所述被动方航天器的补加数据，并且接收所述主动方航天器的补加数据，对所述主动方航天器的补加数据进行判读，并根据判读结果来控制所述被动方航天器的补加管路。4.根据权利要求1至3中任一项所述的航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置系统，其特征在于，所述主动方航天器的补加数据和所述被动方航天器的补加数据均包括标识字段、补加系统状态信息字段、故障信息字段、到位信息字段、预留字段、累加和字段和帧计数字段等。5.一种航天器在轨补加推进剂数据自主交互与处置方法，其特征在于，所述方法包括：启动主动方航天器和被动方航天器的补加数据交互处理；主动方航天器补加控制设备根据接收到的来自所述被动方航天器的补加数据判定所述被动方航天器是否发生故障，并且所述被动方航天器补加控制设备根据接收到的来自所述主动方航天器的补加数据判定所述主动方航天器是...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟臣，张健，孙威，左岁寒，朱恩涌，刘正华，朱皓，王菁，陆岚，雷剑宇，杨胜，尹钊，
申请(专利权)人：北京空间技术研制试验中心，
类型：发明
国别省市：北京,11