【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于卫星运输，具体地，涉及卫星运输过程的实时健康监测系统和方法。
技术介绍
1、运输是卫星研制中必不可少的环节，包括在研制单位之间的转运、由研制单位运往发射场等过程。卫星对运输过程中的温度、湿度、力学环境有着严格的要求，一般安装在专用的运输包装箱内进行封闭运输。运输过程的振动与冲击可能引发卫星与包装箱体的碰撞、卫星结构破坏、振动响应过大等问题，而封闭的运输环境使得这些问题很难被及时发现，影响后续的研制工作甚至是发射任务。因此，需要对卫星在运输过程中的健康状态进行实时监测，以便对发生的问题快速定位，并及时采取相应的处理措施。
2、卫星运输状态监测主要通过环境传感设备来实现，现有的相关技术成果主要如下：
3、(1)一种卫星运输力学环境评估方法(专利文献cn106599412a)。该专利文献采集卫星在鉴定级振动试验与运输过程中的时域信号，通过加速等效原理换算，得出运输环境对卫星的影响值，主要是从加速度的角度评估运输环境。而本专利技术则综合考虑应变、位移、加速度多个物理量，综合监测对卫星的影响。
4、(2)基于加速度传感器的物品运输监测系统设计(载于《科技视界》2013年09u、月)。文章以加速度传感器为核心，自动评估物品运输的危险程度并进行报警提示。文章内容主要面向一般物品的运输，通过加速度预示产品状态。而本专利技术针对卫星运输中的特点，通过多物理量全方位监测卫星状态。
5、(3)卫星运输振动响应分析(载于《航天器环境工程》2009年12月)。文章对比分析了不同运输方式、不同减
6、(4)运输包装在运输过程中的主要影响因素及监测技术研究(载于《包装工程》2004年12月)。文章以温湿度、加速度作为运输的主要关注点，数据采集系统采用了温度、湿度、加速度传感器，与本专利技术关注的主要物理量不同。
7、(5)一种通用型卫星精密运输环境监控设备(专利文献cn208296898u)。该专利文献对包装箱内的温湿度、压力等参数进行实时、准确监测和报警，但并不涉及力学环境。而本专利技术主要针对卫星在运输力学环境下的安全性，监测卫星关键部位的力学响应，原理和采取的方法与前述专利文献不同。
8、(6)一种卫星运输力学环境评估方法(专利文献cn106599412b)。该专利文献并非一个实时监测系统，而是在运输过程结束后，对数据进行分析计算，得到运输对卫星的影响值。当卫星在运输途中发生碰撞，响应过大等问题时，不能及时发现并提出预警，也不能避免破坏的扩大化。另外，该专利文献采用等效计算的方法推算运输环境的影响，并不能给出关键位置的具体响应数据。而本专利技术则是一套实时监测系统，可以对卫星过程出现的异常进行预警与记录，及时降低过高的运输力学环境对卫星的影响；此外本专利技术则通过传感器的实测数据进行评判，且传感器有针对性地布置在关键敏感位置，能够获得位移、应力、加速度的真实数据，更为直观可靠。
9、上述研究成果在运输加速度监测、加速度响应分析、温湿度环境监测等方面做了大量的工作，但仅仅依据加速度监测数据很难对卫星运输过程的健康状态进行完整的评价，还应结合卫星在包装箱内的安装特点，监测关键位置的位移、应力，全面评估卫星运输健康状态。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种卫星运输过程的实时健康监测系统和方法。
2、根据本专利技术提供的一种卫星运输过程的实时健康监测系统，包括：卫星运输包装箱1、加速度传感器5、激光位移传感器6、应变片3、信号采集处理器7、计算机监测系统8、安装工装；
3、所述安装工装能够将卫星4固定于卫星运输包装箱1；
4、所述加速度传感器5、激光位移传感器6、应变片3分别连接卫星4；
5、信号采集处理器7分别采集加速度传感器5、激光位移传感器6、应变片3的传感信号，发送给计算机监测系统8；
6、计算机监测系统8根据传感信号进行预警和/或提示。
7、优选地，所述安装工装包括l形支撑工装2；l形支撑工装2通过适配器与辅助支撑点螺接于躺式运输方式的卫星4；l形支撑工装2通过底部的减振装置固定在运输包装箱1底板上。
8、优选地，在l形支撑工装2的根部、辅助支撑位置，以及卫星质心位置、卫星顶部边角、敏感单机设备上各粘贴一个加速度传感器5，每个加速度传感器5有三个通道，采集纵向、横向、垂向的时域加速度响应数据；其中，以运输包装箱1的前进方向为纵向、左右方向为横向、包装箱高度方向为垂向。
9、优选地，激光位移传感器6安装与卫星4底部和顶部的边角上，包括卫星太阳翼边缘、天线阵面边缘，测量激光位移传感器6的安装点到运输包装箱1的最小距离。
10、优选地，应变片3粘贴在卫星4根部适配器位置、辅助支撑点位置、l形支撑工装2与卫星4连接的根部，以测量结构表面的正应变与切应变，采用应变花的粘贴形式。
11、优选地，所述信号采集处理器7以加速度传感器5、激光位移传感器6、应变片3的信号为输入，并行计算与实时处理，形成测试数据输出到计算机监测系统8。
12、优选地，所述计算机监测系统8将加速度、位移、应变数据以时域曲线的形式实时显示；结合历史数据与仿真分析，每条曲线均设定一个预警阈值；当监测数据超过阈值，所述计算机监测系统8发出预警提示，所述提示用于指示运输方根据预警情况判断是否采取减速运输措施；所述计算机监测系统8将超过阈值的时间、对应的传感器位置记录到存储器内，以作为指示使用者监测预警情况对卫星关键部位作重点检查的依据信息；所述卫星关键部位包括加速度传感器5、激光位移传感器6、应变片3在卫星4上的安装部位。
13、优选地，将积累的卫星4与运输包装箱1安装界面的响应数据，输出给仿真系统，作为卫星运输力学仿真分析的输入条件，通过仿真分析，在卫星设计阶段对认为薄弱的环节进行加强；将积累的星上单机的响应数据，输出给力学试验系统，作为单机力学试验条件制定的依据；根据积累的应变测试数据，针对应变超过设定阈值的地方增加支撑点数量，优化运输支撑方案。
14、根据本专利技术提供的一种卫星运输过程的实时健康监测方法，采用所述的卫星运输过程的实时健康监测系统。
15、优选地，包括：
16、设定加速度阈值；将1g、2g分别作为l形支撑工装2、卫星4上加速度的预警阈值；
17、设定位移阈值；位移阈值设定为不小于100mm；
18、设定应变阈值；将正应变、切应变的阈值分别设定为0.001、0.0015。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
20、1、本专利技术通过实时监测加速度、位移、应变等物理量，即可以对封闭运输的卫星实现健康状态监测，保障卫星运输过程的安全。
21、2、本专利技术对运输过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，包括：卫星运输包装箱(1)、加速度传感器(5)、激光位移传感器(6)、应变片(3)、信号采集处理器(7)、计算机监测系统(8)、安装工装；
2.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，所述安装工装包括L形支撑工装(2)；L形支撑工装(2)通过适配器与辅助支撑点螺接于躺式运输方式的卫星(4)；L形支撑工装(2)通过底部的减振装置固定在运输包装箱(1)底板上。
3.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，在L形支撑工装(2)的根部、辅助支撑位置，以及卫星质心位置、卫星顶部边角、敏感单机设备上各粘贴一个加速度传感器(5)，每个加速度传感器(5)有三个通道，采集纵向、横向、垂向的时域加速度响应数据；其中，以运输包装箱(1)的前进方向为纵向、左右方向为横向、包装箱高度方向为垂向。
4.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，激光位移传感器(6)安装与卫星(4)底部和顶部的边角上，包括卫星太阳翼边缘、天线阵面边缘，测量激光位移传感器(
5.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，应变片(3)粘贴在卫星(4)根部适配器位置、辅助支撑点位置、L形支撑工装(2)与卫星(4)连接的根部，以测量结构表面的正应变与切应变，采用应变花的粘贴形式。
6.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，所述信号采集处理器(7)以加速度传感器(5)、激光位移传感器(6)、应变片(3)的信号为输入，并行计算与实时处理，形成测试数据输出到计算机监测系统(8)。
7.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，所述计算机监测系统(8)将加速度、位移、应变数据以时域曲线的形式实时显示；结合历史数据与仿真分析，每条曲线均设定一个预警阈值；当监测数据超过阈值，所述计算机监测系统(8)发出预警提示，所述提示用于指示运输方根据预警情况判断是否采取减速运输措施；所述计算机监测系统(8)将超过阈值的时间、对应的传感器位置记录到存储器内，以作为指示使用者监测预警情况对卫星关键部位作重点检查的依据信息；所述卫星关键部位包括加速度传感器(5)、激光位移传感器(6)、应变片(3)在卫星(4)上的安装部位。
8.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，将积累的卫星(4)与运输包装箱(1)安装界面的响应数据，输出给仿真系统，作为卫星运输力学仿真分析的输入条件，通过仿真分析，在卫星设计阶段对认为薄弱的环节进行加强；将积累的星上单机的响应数据，输出给力学试验系统，作为单机力学试验条件制定的依据；根据积累的应变测试数据，针对应变超过设定阈值的地方增加支撑点数量，优化运输支撑方案。
9.一种卫星运输过程的实时健康监测方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的卫星运输过程的实时健康监测系统。
10.根据权利要求9所述的卫星运输过程的实时健康监测方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，包括：卫星运输包装箱(1)、加速度传感器(5)、激光位移传感器(6)、应变片(3)、信号采集处理器(7)、计算机监测系统(8)、安装工装；
2.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，所述安装工装包括l形支撑工装(2)；l形支撑工装(2)通过适配器与辅助支撑点螺接于躺式运输方式的卫星(4)；l形支撑工装(2)通过底部的减振装置固定在运输包装箱(1)底板上。
3.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，在l形支撑工装(2)的根部、辅助支撑位置，以及卫星质心位置、卫星顶部边角、敏感单机设备上各粘贴一个加速度传感器(5)，每个加速度传感器(5)有三个通道，采集纵向、横向、垂向的时域加速度响应数据；其中，以运输包装箱(1)的前进方向为纵向、左右方向为横向、包装箱高度方向为垂向。
4.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，激光位移传感器(6)安装与卫星(4)底部和顶部的边角上，包括卫星太阳翼边缘、天线阵面边缘，测量激光位移传感器(6)的安装点到运输包装箱(1)的最小距离。
5.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在于，应变片(3)粘贴在卫星(4)根部适配器位置、辅助支撑点位置、l形支撑工装(2)与卫星(4)连接的根部，以测量结构表面的正应变与切应变，采用应变花的粘贴形式。
6.根据权利要求1所述的卫星运输过程的实时健康监测系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈夜，王开浚，任友良，郑鸣轩，马超，彭海阔，周徐斌，赵发刚，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
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