一种针对卫星自测试的星地协同闭环实时监视与验证系统的制作方法

本发明属于支持卫星自测试的星地协同闭环实时监视与验证，涉及一种针对卫星自测试的星地协同闭环实时监视与验证系统。

背景技术：

1、国内外各类大规模星座的建设正处于快速蓬勃发展阶段，卫星如何快速完成测试、健康检查、自主健康管理等是保证规模化生产效率高、卫星快速入轨投入使用的关键基础，是保障卫星入轨后能更加好用、易用，实现全生命周期内的智能化健康管理重要环节。

2、现有技术中，传统测试模式下需用各类地面测试设备配合完成卫星的测试工作，同时在测试进行过程中，健康状态实时监视也均采用关键遥测参数的形式进行监测，这导致测试场景受限较大且所需资源较多，同时卫星全生命周期的健康管理及实时监测问题处理的也较为简单。

3、针对规模化快速生产、智能化快速测试、智能化健康管理、适应多环境下的卫星自主测试等研制需求，因此亟需研究一种能够针对卫星自测试的星地协同闭环实时监视与验证系统，从而支持卫星高效快速的完成各类项目的自测试，同时对自测结果实现全流程的验证，并完成星地协同闭环实时健康监视、诊断等工作。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种针对卫星自测试的星地协同闭环实时监视与验证系统，通过星地协同闭环实时监视与验证的设计，能够支撑卫星自测试模式下健康状态及测试结果正确性的实时验证，通过数据信息的交互，采用星地闭环健康并行验证模式，赋能卫星全生命周期的健康智能管理，可进一步支撑大规模星座等的健康管理工作。

2、本发明解决技术的方案是：

3、一种针对卫星自测试的星地协同闭环实时监视与验证系统，包括：卫星自测试架构、地面健康监测子系统、地面结果验证子系统和地面管控决策子系统；

4、卫星自测试架构：接收星上各分系统完成自测试任务输出的星上自测试结果，并下传给地面结果验证子系统；对星上分系统进行健康监视，获得星上健康监视结果，对星上健康监视结果进行判定，若当前的星上健康监视结果属于历史数据中出现过的情况，则调用本地存储的策略库生成故障恢复决策或健康状态维持决策，同时，采集整星遥测数据并下传给地面健康监测子系统，并接收地面管控决策子系统发送的自测试项目复测决策；若当前的星上健康监视结果不属于历史数据中出现过的情况，则将星上健康监视结果下传给地面健康监测子系统，同时，采集整星遥测数据并下传给地面健康监测子系统，并接收地面管控决策子系统发送的故障恢复决策、健康状态维持决策和自测试项目复测决策；利用故障恢复决策，控制各分系统完成各自对应的故障恢复工作；利用健康状态维持决策，控制各分系统完成各自对应的星上状态维持工作；利用自测试项目复测决策，控制各分系统完成各自对应的自测试任务的复测工作；接收地面管控决策子系统上传的故障恢复决策对应的故障恢复策略和健康状态维持决策对应的健康维持策略，更新本地存储的策略库；

5、地面健康监测子系统：根据卫星自测试架构下传的星上健康监视结果和整星遥测数据，对卫星健康状态进行检测，输出地面监测结果给地面管控决策子系统；

6、地面结果验证子系统：接收卫星自测试架构下传的星上自测试结果，将星上自测试结果与本地自测试结果进行比对，得到地面对比结果，并输出给地面管控决策子系统；

7、地面管控决策子系统：接收地面健康监测子系统发送的地面监测结果，接收地面结果验证子系统发送的地面对比结果；根据地面监测结果，生成故障恢复决策或生成健康状态维持决策输出给星上自测试架构；根据地面对比结果，生成自测试项目复测决策输出给星上自测试架构；同时，将故障恢复决策对应的故障恢复策略、健康状态维持决策对应的健康维持策略发送至星上自测试架构。

8、优选地，对于星上的任意一个分系统，每个控制周期内最多接收到故障恢复决策和健康状态维持决策中的一个。

9、优选地，所述卫星自测试架构包括：卫星自测试模块、反馈监测模块、诊断预警模块和健康维持模块；

10、卫星自测试模块：接收地面管控决策子系统上传的自测试项目复测决策，依据星上分系统自带的测试功能完成自测试任务的复测工作；接收各星上分系统完成自测试任务输出的星上自测试结果；对星上分系统进行健康监视，获得星上健康监视结果；将星上自测试结果、星上健康监视结果传输至反馈监测模块；

11、反馈监测模块：接收卫星自测试模块传输的星上自测试结果和星上健康监视结果，采集整星遥测数据；将星上自测试结果和整星遥测数据下传给地面健康监测子系统；将星上健康监视结果传输至诊断预警模块；

12、健康维持模块作为本地存储的策略库，包括：星上预置恢复策略库和星上健康自主维持策略库；星上预置恢复策略库用于存储地面管控决策子系统上传的故障恢复策略，星上健康自主维持策略库用于存储地面管控决策子系统上传的健康维持策略；

13、诊断预警模块：接收反馈监测模块输出的星上健康监视结果，对星上健康监视结果进行判定，若当前的星上健康监视结果属于历史数据中出现过的情况，则调用健康维持模块中的星上预置恢复策略库生成故障恢复决策或调用星上健康自主维持策略库生成健康状态维持决策；若当前的星上健康监视结果不属于历史数据中出现过的情况，则将星上健康监视结果下传给地面健康监测子系统，接收地面管控决策子系统发送的故障恢复决策和健康状态维持决策；利用故障恢复决策，控制各分系统完成各自对应的故障恢复工作；利用健康状态维持决策，控制各分系统完成各自对应的星上状态维持工作。

14、优选地，监视与验证系统还包括：星地交互链路；

15、星地交互链路：将反馈监测模块输出的整星遥测数据、星上自测试结果和星上健康监视结果实时下传给地面数据交互子系统；接收故障恢复决策、健康状态维持决策和自测试项目复测决策，将故障恢复决策和健康状态维持决策发送给诊断预警模块，将自测试项目复测决策发送给卫星自测试模块。

16、优选地，监视与验证系统还包括：地面数据交互子系统；

17、地面数据交互子系统：接收星地交互链路下传的整星遥测数据、星上自测试结果和星上健康监视结果，完成数据的解析与交互，输出整星遥测数据和星上健康监视结果给地面健康监测子系统，输出星上自测试结果给地面结果验证子系统；同时，接收来自地面管控决策子系统发送的故障恢复决策、健康状态维持决策和自测试项目复测决策，并上传给星地交互链路。

18、优选地，地面管控决策子系统包括：集中管控模块和集中决策模块；

19、集中管控模块：接收地面健康监测子系统输出的健康监测结果和地面结果验证子系统输出的自测试比对结果；对健康监测结果进行综合分析，生成故障恢复策略或健康维持策略并输出给集中决策模块；对自测试比对结果进行综合分析，在比对结果不一致时，生成自测试复测策略并输出给集中决策模块；

20、集中决策模块：接收集中管控模块发送的故障恢复策略、健康维持策略和自测试复测策略；根据故障恢复策略、健康维持策略和自测试复测策略分别生成故障恢复决策、健康状态维持决策和自测试项目复测决策；将故障恢复决策、健康状态维持决策上传至反馈监测模块，将自测试项目复测决策上传至卫星自测试模块；并将故障恢复决策对应的故障恢复策略、健康状态维持决策对应的健康维持策略发送至健康维持模块，用于更新星上预置恢复策略库和星上健康自主维持策略库。

21、本发明与现有技术相比的有益效果是：

22、1)本发明通过星上自主测试及健康管理，同时地面根据实时数据依托判读模型库并行完成实时状态监视，并对自测试结果的正确性进行验证，星地协同完成测试项目正确性的验证并实现自测试过程中星地并行监测。卫星自测试不仅降低了测试难度，同时自测试能够适应多场景下各类环境情况下的测试，地面并行健康监视与诊断以及自测试结果的快速验证，在证明测试有效性的同时，解决了自测试监视与结果的快速验证问题。

23、2)本发明可支持完成卫星各分系统的快速自测试，可满足卫星自测试发展需求，可支撑完成地面快速测试、入轨后健康自检、在轨健康实时监测等多状态多环境下的整星测试及健康监测，满足卫星规模化快速生产、智能化管控等模式的要求，进一步提高了测试效率、测试智能化、智能化管理水平。同时，依托地面实时监视及验证功能，对卫星自测试的实时诊断监视结果、卫星自测试正确性进行实时验证，保证了测试及监测的有效性、正确性，形成了星地协同闭环监视与验证，支撑单星或星座模式下的智能健康管控及快速智能化测试。