一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法与流程

技术特征：
1.一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，其特征在于：星敏感器内部设置主份线路和备份线路；星敏感器与3个探头对接，且主份线路和备份线路均与3个探头连接；故障诊断与修复包括如下步骤：步骤一、对星敏感器线路进行通讯故障检测；步骤二、对星敏感器线路进行通讯故障处理；步骤三、对星敏感器进行星图处理故障检测；步骤四、对星敏感器进行星图处理故障处理；步骤五、对星敏感器四元素数据进行故障检测；步骤六、对星敏感器进行四元素数据进行故障处理。2.根据权利要求1所述的一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，其特征在于：所述步骤一中，星敏感器的通信帧的属性为：通信帧的长度为固定值frame_length，frame_length的选取无特殊限制；通信帧包括帧头码frame_code，帧头码长度为1-4字节；通讯帧中设置有帧号；帧号在每个通讯周期加1，帧号长度为1字节；通讯帧中设置有校验码checking_code；校验码的校验算法采用异或校验、循环冗余校验、累加校验或纵向冗余校验；通讯帧中除校验码以外的所有字节均参与校验和计算；通讯帧中包括星敏感器的当前工作模式；工作模式分为启动模式、全天球捕获模式、局部天区捕获模式、局部天区跟踪模式；其中局部天区跟踪模式为高精度输出的模式；通讯帧中包括星敏感器数据有效标志；当星敏感器对采集星图处理后能够得到有效的姿态四元素，则将该标志置为有效；否则置为无效；通讯帧中包括星敏感器输出姿态四元素对应的时间；通讯帧中包括见强光标志；见强光标志根据星图的背景均值和阈值得到；当背景均值大于设定阈值时，设置为见强光，否则置为未见强光。3.根据权利要求2所述的一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，其特征在于：所述步骤一中，对星敏感器线路进行通讯故障检测的方法为：s11、星敏感器线路返回数据的长度满足约定的frame_length；s12、星敏感器线路返回数据的帧头与约定的frame_code一致；s13、星敏感器线路返回数据的帧号与上一次通讯的帧号不同；s14、星敏感器线路返回数据的校验码与约定的checking_code一致；当s11、s12、s13、s14均满足时，判断通讯误故障，将连续通讯故障次数清零；否则，判断通讯故障，将连续通讯故障次数加1。4.根据权利要求3所述的一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，其特征在于：所述步骤二中，对星敏感器线路进行通讯故障处理的具体方法为：s21、设置是否允许线路主/备份切换的标志，该标志默认为允许线路主/备份切换的标志；s22、在连续通讯故障大于等于设定值n时，对线路进行断电再加电操作；s23、在连续通讯故障大于等于设定值2n时，在允许线路主/备份切换的标志为允许的状态下切换至备份线路，并同时将允许线路主/备份切换的标志置为禁止。5.根据权利要求4所述的一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，其特
征在于：n的取值由通讯周期t
period
星敏感器看门狗时间t
wdt
和复位后恢复正常的时间t
reset
确定，即n>(t
wdt
t
reset
)/t
period
。6.根据权利要求5所述的一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，其特征在于：所述步骤三中，上位机在通讯成功的基础上，对多探头星敏感器中每个单探头i进行星图处理故障检测：s31、设定针对单探头i的星敏感器工作模式为集合m1；为保证星敏感器的输出数据可信度，集合m1仅为局部天区跟踪模式；s32、单探头i的星敏感器数据有效标志为有效；s33、单探头i的姿态四元素的时间与当前时间之差小于1秒；s34、单探头i的星敏感器数据标志为未见强光；当s31、s32、s33、s34均满足，则判断单探头i星图处理未出现故障，将连续故障次数清0；否则，判断单探头i星图处理出现故障，将单探头i连续星图故障次数加1。7.根据权利要求6所述的一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，其特征在于：所述步骤四中，对星敏感器进行星图处理故障处理的方法为：s41、设置2个阈值k1和k2；s42、当单探头i连续星图故障次数>k1时，对单探头i进行断电、重新加电操作；s43、当所有单探头i连续星图故障次数>k2时，对主份线路进行断电再加电操作；s44、在连续通讯故障大于等于2*k2时，在允许线路主/备份切换的标志为允许的情况下切换至备份线路，并将允许线路主/备份切换的标志置为禁止。8.根据权利要求7所述的一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，其特征在于：所述阈值k1取值由通讯周期t
period
、在轨星敏感器见太阳或地球的最长时间t
sun_earth
和星敏感器全天球捕获时间t
catch
确定，k1>(t
sun_earth
t
catch
)/t
period
；所述阈值k2取值由通讯周期t
period
、星敏感器看门狗时间t
wdt
、复位后恢复正常的时间t
reset
和星敏感器全天球捕获时间t
catch
确定，即k2>(t
wdt
t
reset
t
catch
)/t
period
。9.根据权利要求8所述的一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，其特征在于：所述步骤五中，对星敏感器四元素数据进行故障检测的方法为：上位机在通讯成功的基础上，对星敏感器线路返回的每个单探头i的四元素数据进行常值判断，即判断单探头i的星敏感器四元素数据与上一个周期数据是否完全一致；当不完全一致时，则判断单探头i四元素数据故障，并对单探头i连续四元素数据故障次数加1；否则，判断单探头i四元素数据正常，对进行清0操作。10.根据权利要求9所述的一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，其特征在于：所述步骤六中，对星敏感器进行四元素数据进行故障处理的方法为：s61、设置2个阈值m1和m2；s62、当连续常值故障次数>m1后，将单探头i的数据置为无效；s63、当连续常值故障次数>m2后，对单探头i进行断电/重新加电操作；m1取值为1～5s，m2为50～2000s，根据系统其他敏感器的工作状态确定。

技术总结
本发明涉及一种针对多探头星敏感器的系统故障诊断与修复方法，属于航天器姿态控制领域；步骤一、对星敏感器线路进行通讯故障检测；步骤二、对星敏感器线路进行通讯故障处理；步骤三、对星敏感器进行星图处理故障检测；步骤四、对星敏感器进行星图处理故障处理；步骤五、对星敏感器四元素数据进行故障检测；步骤六、对星敏感器进行四元素数据进行故障处理；本发明实现不同位置发生的不同故障均能得到及时诊断与处理，故障处置范围控制在合理范围，对系统的影响小。系统的影响小。系统的影响小。


技术研发人员：王晋鹏 陈超 吕高见 王玉爽 李晶心 綦艳霞 谢鸣宇 赵江涛 蒋志雄
受保护的技术使用者：北京控制工程研究所
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2022/2/7