一种用于微小卫星的层次化软件健康管理方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于微小卫星的层次化软件健康管理方法和系统。该系统将卫星按照不同子系统进行分层次健康管理，包括传感器层、状态监测层、健康评估层、预测层以及决策处理层等。通过部署在卫星星务各子构件运行关键节点的软件传感器，采集各子构件的运行状态数据，并对其进行分析，得到故障信息，结合卫星历史遥测数据、软件系统知识及故障信息，对当前卫星系统健康状况进行层次化评估，以及对未来时刻系统健康状况进行预判，最终制定健康危害策略。

A hierarchical software health management method and system for microsatellites

【技术实现步骤摘要】
一种用于微小卫星的层次化软件健康管理方法和系统
本专利技术涉及卫星软件故障诊断领域，具体涉及面向微小卫星的软件健康管理系统。
技术介绍
微小卫星虽然体积小、重量轻，但是相对于大卫星，其基本组成并没有很大程度的减少，而是仍包括各种敏感器、执行机构和综合管理系统等。同时，由于成本上的限制，微小卫星通常采用软件冗余的方式来提高整星可靠性。然而，卫星在轨发生的故障大多涉及到软件错误或者异常的软件-硬件交互场景，因此，这种软件冗余设计导致软件密集型的设计，从而导致卫星在轨发生的故障概率大大增加。为了最大化减少故障传播及其带来的影响，一旦出现故障，就必须尽快检测到故障以及故障缓变趋势。目前，大多数卫星健康诊断的工程实施是通过在地面段分析卫星遥测下行的海量数据来判断卫星健康状态，并在健康状态分析后进行不健康或者“亚健康”原因分析，并确定故障原因，然后制定故障修复策略。具体来说，是将采样卫星单机组件的数字信号及模拟信号组成的遥测健康帧下传至地面测控中心，测控中心接收到相关数据后进行分析及预测，然后根据历史经验对识别出的故障人工做出判断决策，再发送指令进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微小卫星的层次化软件健康管理的方法，包括：/n数据获取，通过部署在卫星星务各子构件运行关键节点的软件传感器，采集卫星星务各子构件的运行状态数据；/n故障检测，对所述运行状态数据进行分析，检测是否出现故障；/n故障识别，对所述运行状态数据进行深层分析处理，确定出故障传感器位置、故障类型及严重程度；/n评估系统当前健康状况，结合卫星历史遥测数据、软件系统知识及所述软件传感器检测、分析所得到的数据、信息以及特征，对当前系统健康状况进行层次化评估，确定系统当前健康情况；/n预判系统健康状况，结合卫星历史遥测数据、软件系统知识及故障信息，对系统未来健康状况以及设备剩余寿命进行预判；/n制定维护安...

【技术特征摘要】
1.一种微小卫星的层次化软件健康管理的方法，包括：
数据获取，通过部署在卫星星务各子构件运行关键节点的软件传感器，采集卫星星务各子构件的运行状态数据；
故障检测，对所述运行状态数据进行分析，检测是否出现故障；
故障识别，对所述运行状态数据进行深层分析处理，确定出故障传感器位置、故障类型及严重程度；
评估系统当前健康状况，结合卫星历史遥测数据、软件系统知识及所述软件传感器检测、分析所得到的数据、信息以及特征，对当前系统健康状况进行层次化评估，确定系统当前健康情况；
预判系统健康状况，结合卫星历史遥测数据、软件系统知识及故障信息，对系统未来健康状况以及设备剩余寿命进行预判；
制定维护安排建议。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述软件传感器包括数据探测器、功能探测器和性能探测器。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用主元分析法PCA对所述软件传感器采集到的状态数据进行分析，以实现故障检测。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述主元分析法中，以最大特征值映射的特征向量构建投影空间。


5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，采用累计方差贡献率法来选取主元分析法所需主元数量，以构建投影空间。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用小波分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明亮，常亮，王番，王永，朱振才，高才栋，
申请(专利权)人：中国科学院微小卫星创新研究院，上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海;31