CN104460650B - 遥感卫星接收系统的故障诊断装置及其故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种遥感卫星接收系统的故障诊断装置及其故障诊断方法，其中的方法包括：获取遥感卫星接收系统的各组成设备中的预设的监测点的状态信息；根据测试类型设置遥感卫星接收系统的伺服系统、跟踪通道、数据接收通道中的各组成设备的参数，进而完成自动化测试；获取遥感卫星接收系统在数据接收任务执行过程中实时记录的各类任务信息；根据获取的监测点的状态信息、自动化测试信息和各类任务信息，通过建立故障诊断模型和故障诊断专家系统完成对所述遥感卫星接收系统的故障诊断。利用本发明，能够即时获取、发现、上报系统中的故障信息、建立系统故障模型，实现对遥感卫星接收系统的快速自动故障诊断。

Description

遥感卫星接收系统的故障诊断装置及其故障诊断方法

技术领域

本发明涉及故障诊断技术领域，更为具体地，涉及一种遥感卫星接收系统的故障诊断装置及其故障诊断方法。

背景技术

随着越来越多的遥感卫星发射上天，遥感卫星地面站承担着越来越多的遥感卫星数据接收任务，这对接收站的遥感卫星接收系统的无故障稳定运行提出了更高的要求。

由于遥感卫星接收系统结构复杂，系统中设备之间紧密耦合，随着运行的自动化程度越来越高，系统中的一处故障可能引起一系列连锁反应，从而导致系统不能正常工作，影响卫星数据资源的接收。另一方面，目前国外发达国家的一些卫星接收站已经实现了无人值守运行，无人值守降低了接收站的运行成本，是一种发展趋势，我国的卫星接收站也需要向这一方向发展。这也对接收系统的自动故障发现、故障诊断和故障处理能力提出了更高的要求。因此采用先进的智能故障诊断技术来改善遥感卫星接收系统的性能，既是保障系统可靠运行的非常重要的手段，也可节省运行、维修费用，具有重要的研究、实用价值和现实意义。

目前对于故障诊断技术的理论研究较多，主要的故障诊断技术有基于信号处理的方法、基于解析模型的方法和基于知识的诊断方法。但这些理论研究的重点在于研究较为通用的故障诊断方法，这些方法并不能与现有的遥感卫星接收系统做很好地结合，因而无法在诸如遥感卫星数据接收系统中展开应用。

因此，如何根据遥感卫星接收系统的特点，将现有的故障诊断技术应用到其中，是一个需要研究和解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种遥感卫星接收系统的故障诊断装置及其故障诊断方法，以根据遥感卫星接收系统的特点，即时获取、发现、上报系统中的故障信息、建立系统故障模型，并与现有的故障诊断技术进行有效结合，来实现对遥感卫星接收系统的故障诊断。

根据本发明的一个方面，提供了一种遥感卫星接收系统的故障诊断装置，包括：

监测点信息采集单元，用于获取所述遥感卫星接收系统的各组成设备中的预设的监测点的状态信息，其中，预设监测点的各组成设备与监测点信息采集单元连接至同一以太网交换机；

自动化测试单元，用于根据测试类型设置所述遥感卫星接收系统的伺服系统、跟踪通道、数据接收通道中的各组成设备的参数，进而完成对所述伺服系统、跟踪通道、数据接收通道的自动化测试；

任务信息采集单元，用于获取遥感卫星接收系统在数据接收任务执行过程中实时记录的各类任务信息；

故障诊断单元，用于根据所述监测点信息采集单元获取的监测点的状态信息、所述自动化测试单元的自动化测试信息和所述任务采集单元获取的各类任务信息，通过设置故障诊断模型和故障诊断专家系统完成对所述遥感卫星接收系统的故障诊断。

根据本发明的另一方面，提供了一种遥感卫星接收系统的故障诊断方法，包括：

获取所述遥感卫星接收系统的各组成设备中的预设的监测点的状态信息，并对所述监测点的状态信息进行判断和上报，其中，预设监测点的各组成设备与获取预设的监测点的状态信息的设备连接至同一以太网交换机；

根据测试类型设置所述遥感卫星接收系统的伺服系统、跟踪通道、数据接收通道中的各组成设备的参数，进而完成对所述伺服系统、跟踪通道、数据接收通道的自动化测试；

获取遥感卫星接收系统在一次数据接受任务执行过程中实时记录的各类任务信息；

根据所述监测点信息采集单元获取的监测点的状态信息、所述自动化测试单元的自动化测试信息和所述任务采集单元获取的各类任务信息，通过建立故障诊断模型和故障诊断专家系统完成对所述遥感卫星接收系统的故障诊断。

利用上述根据本发明的遥感卫星接收系统的故障诊断装置及其故障诊断方法置，可以在遥感卫星接收系统运行的过程中，即时获取、发现、上报系统中的故障信息、建立系统故障模型，并与现有的故障诊断技术进行有效结合，从而实现对遥感卫星接收系统的故障诊断，保证遥感卫星接收系统的无故障稳定运行。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明的实施例的遥感卫星接收系统的故障诊断装置的逻辑结构框图；

图2为根据本发明实施例的故障诊断专家系统的逻辑结构图；

图3为根据本发明实施例的天伺馈子系统故障树结构图；

图4为根据本发明实施例的天线设备单元故障树结构图；

图5为根据本发明实施例的天线设备通信故障树结构图；

图6为根据本发明实施例的天线限位故障树结构图；

图7为根据本发明实施例的天线收藏与解锁故障树结构图；

图8为根据本发明实施例的场放设备故障树结构图；

图9为根据本发明实施例的光发射机设备故障树结构图；

图10为根据本发明实施例的光接收机设备故障树结构图；

图11为根据本发明实施例的射频矩阵开关设备故障树结构图；

图12为根据本发明实施例的下变频器设备故障树结构图；

图13为根据本发明实施例的中频开关矩阵设备故障树结构图；

图14为根据本发明实施例的跟踪接收机矩阵设备故障树结构图；

图15为根据本发明实施例的解调器设备故障树结构图；

图16为根据本发明实施例的跟踪失效故障树结构图；

图17为根据本发明实施例的跟踪通道设备故障故障树结构图；

图18为根据本发明实施例的数据接收任务失效故障树结构图；

图19为根据本发明实施例的遥感卫星接收系统的故障诊断方法流程图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本发明实施例的遥感卫星接收系统的故障诊断装置的逻辑结构框图。

如图1所示，本发明提供的遥感卫星接收系统的故障诊断装置100包括故障诊断单元110、监测点信息采集单元120、自动化测试单元130和任务信息采集单元140，其中，监测点信息采集单元120进一步包括监测点设计单元122和信息采集单元124，自动化测试单元130进一步包括跟踪通道测试单元132和数据接收通道测试单元134，故障诊断单元110进一步包括故障诊断模型设置单元112和故障诊断专家系统114。

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面首先对故障诊断单元110做出说明。

故障诊断单元110用于根据监测点信息采集单元120获取的监测点的状态信息、自动化测试单元130的自动化测试信息和任务信息采集单元获140取的各类任务信息，通过设置故障诊断模型和故障诊断专家系统完成对遥感卫星接收系统的故障诊断。

其中，故障诊断单元110包括的故障诊断模型设置单元112和故障诊断专家系统114。故障诊断模型设置单元112根据遥感卫星接收系统的结构与功能特点，设置两类采用故障树的形式进行描述的故障诊断模型：设备故障模型和业务故障模型，故障诊断模型以知识的形式存放在知识库中；故障诊断专家系统114主要包括知识库203、综合信息库201、推理机202、解释机204和知识获取205及人机接口206六部分(如图2所示)，利用知识库203中的知识完成对故障的诊断、推理，其中，知识库203中包括监测点知识库、自动化测试知识库和故障树知识库。

具体的，知识库203包含领域中的大量事实和规则，是领域知识和相关常识性知识的集合；知识表示方法决定了知识库的组织结构，并直接影响整个专家系统的工作效率。这些知识可以用一种或多种知识表示方法来表示，在本系统中，知识主要有监测点知识、自动化测试知识和故障树知识。其中监测点知识和自动化测试知识存储于数据库中，以便于进行读取和扩展；故障树知识采用产生式规则进行描述，也存储于数据库中。

综合信息库201采用数据库存储所有原始特征数据的信息、推理过程中得到的中间信息和解决问题后输出的结果信息等。其中原始特征数据的信息主要包含由监测点信息采集单元上报的监测点异常信息、任务信息采集单元上报的任务信息和自动化测试单元上报的测试结果信息，以供推理机模块进行故障推理。

推理机202是故障诊断专家系统114的组织控制机构，它根据综合数据库的输入，运用知识库203中的知识，按故障诊断模型所定义的规则进行推理，完成故障诊断。此外在推理过程中，若需要对跟踪通道与接收通道的状态进行确认，可以向自动化测试单元130发起自动化测试任务。

解释机204能够解释推理过程，并能够询问需要的补充特征信息；此外，还可以解释推理得到的确定性结论，并对诊断结论做评估。

知识获取205是故障诊断专家系统114和领域专家及知识工程师的接口，通过它与领域专家和知识工程师的交互，使知识库203不仅可以获得知识，而且可使知识库203中的知识不断更新，从而使故障诊断专家系统114的性能得到不断改善。

人机接口206是故障诊断专家系统114和用户之间进行信息交互的媒介，用户通过人机接口206查看故障诊断的结果，也可以通过人机接口206访问知识获取单元，以向故障诊断专家系统114添加知识。

下面将详细说明根据本发明实施例的遥感卫星接收系统的故障诊断装置各组成部分的详细结构特征。

监测点信息采集单元120用于获取遥感卫星接收系统的各组成设备中的预设的监测点的状态信息，具体包括遥感卫星接收系统的各组成设备的监测点设计以及监测点信息的自动采集，监测点用于监测反馈组成设备中组成模块的状态信息。

为满足故障诊断的要求，遥感卫星接收系统的各组成设备均应合理地设计故障监测点。监测点设计单元122用于在遥感卫星接收系统的各组成设备中选择合适的组成设备作为故障监测点，理想状态下，可以将故障监测点设置到最小可更换单元。遥感卫星接收系统主要设备包含于天伺馈子系统和跟踪接收子系统中，下面将以此两个子系统中具体设置的监测点为例详细说明故障监测点的设置细节。

1.天伺馈子系统

2.跟踪接收子系统

监测点信息采集单元120中的信息采集单元124负责被设置为监测点的设备的状态信息的采集，由监测点信息采集程序周期轮询设备自动完成，即以监测点信息采集周期为定时轮询周期，轮询被预设为监测点的各组成设备从而获得该设备在该周期内的状态信息。

为完成对各设备监测点信息的采集，预设监测点的各组成设备需与监测点信息采集单元120通过网络连接，在本发明的一个具体实施方式中，预设监测点的各组成设备与监测点信息采集单元120连接至同一以太网交换机。对于不支持以太网协议但支持RS232/RS488/RS485等串口协议的设备，则可将串口连至串口服务器，串口服务器将此设备的串口协议转换为TCP/IP协议，串口服务器与监测点信息采集单元120连接至同一以太网交换机以完成通信。监测点信息采集单元通过TCP/IP协议与各设备和串口服务器进行通信，以完成对各设备监测点信息的采集。

监测点信息采集完成以后存入到故障诊断专家系统114的综合信息库中，并由故障诊断单元110进行读取和正确性判断。监测点知识的规则存储于知识库中，主要定义了监测点的有效取值范围，故障诊断单元根据监测点知识对监测点的状态合法性进行判断，在检测到监测点状态异常时，由故障诊断单元根据设备故障树发起针对故障监测点的故障诊断流程。

在故障诊断过程中，根据故障诊断模型的要求，会发起自动化测试请求，以对遥感卫星接收系统的状态进行检查。自动化测试单元130完成对遥感卫星接收系统的测试，并返回测试结果。

自动化测试单元130在测试过程中，需要用到自动化测试知识库中的知识。自动化测试包括跟踪通道测试和数据接收通道测试两类，在确定测试类型以后，从自动化测试知识库中读取进行测试所需的设备以及各设备的参数配置信息；开始测试之前通过远控命令完成对测试设备的参数配置；之后进行测试，测试完成以后可以通过读取设备相关参数来得到测试结果。

自动化测试单元130通过跟踪通道测试单元132完成对跟踪通道的测试看，通过数据接收通道测试单元134完成对数据接收通道的测试，下面分别进行说明。

跟踪通道的测试包含跟踪链路的检测和跟踪接收机的检测，分别由跟踪链路检测单元(图中未示出)和跟踪接收机检测单元(图中未示出)完成。

跟踪链路包括场放(和路、差路)、移相合成器、光传输设备及跟踪下变频器；上行测试链路包含上变频器、光传输设备和测试耦合器，通过测试调制器、上行测试链路与跟踪链路闭环。跟踪链路检测单元通过控制测试调制器发单载波信号，获取用频谱仪监测的跟踪下变频器输出信号的频谱，根据所述检测到的跟踪下变频器输出信号的频谱和单通道单脉冲跟踪信号的频谱特征确定跟踪链路的工作状态。

具体的，作为示例，跟踪链路检测单元控制测试调制器发单载波信号，用频谱仪监测跟踪下变频输出信号的频谱；根据单通道单脉冲跟踪信号的频谱特征，可判断跟踪链路是否工作正常。

跟踪接收机检测单元按跟踪链路闭环方法构建闭环，通过控制测试调制器发单载波信号，分别控制跟踪接收机方位、俯仰移相(在0～360度范围内等间隔移相)，根据跟踪接收机上报的角误差电压确定跟踪接收机的工作状态。具体的，作为示例，读取跟踪接收机上报的角误差电压，角误差电压应呈正弦(余弦)形变化，由此来判断跟踪接收机的工作是否正常。

数据接收通道的测试，包含数据接收链路的测试和解调器设备的测试，分别由数据接收链路检测单元(图中未示出)和解调器设备检测单元(图中未示出)完成。

其中，数据接收链路包括和路场放、光传输设备、射频开关矩阵、下变频器、中频开关矩阵。数据接收链路监测单元用于采用射频闭环方式检测链路状态，该射频闭环包括上、下行链路通过和路场放前的耦合器闭环。测试时，测试调制器输出单载波，采用频谱仪监测射频开关矩阵输出信号，可判断场放、光传输设备、射频开关矩阵的状态；采用频谱仪监测中频开关矩阵的输出信号，可判断下变频器和中频开关矩阵的状态。

解调器设备的检测单元，通过调制器、中频开关矩阵与解调器构成中频闭环，通过调制器发送PN码调制信号，由解调器对调制信号进行解调和误码率检测，检测得到实际的信号信噪比与误码率的关系确定解调器的工作状态(解调器是否工作正常)。

自动化测试单元130完成测试以后，将测试结果信息存入综合数据库，故障诊断单元110读取测试结果信息，并根据测试类型从自动化测试知识库中读取该测试允许的误差知识，从而对测试结果信息进行判断，将将判断结果返回到相应故障诊断流程。

任务信息采集单元140用于以监测点信息采集周期为定时轮询周期，轮询所述被预设为监测点的各组成设备。具体的，在遥感卫星接收系统在执行各卫星数据接收任务过程中，任务信息采集单元140实时记录的各种测量信息、典型状态信息等；这些信息可用于因设备故障而导致数据接收任务失败的原因分析。任务信息采集单元140可获取到的任务信息主要有：

1.星历信息

√星历信息(含历史星历信息)

√引导数据

2.各类配置信息

√卫星配置，与卫星参数相关的配置，如卫星的下传频率、码速率与通道数等；

√任务配置，与任务接收相关的配置，如接收任务的起始时间、结束时间等；

√设备配置，与设备具体设置相关的配置，包含各相关设备的配置信息；

3.跟踪信息

√S跟踪锁定指示；

√S跟踪AGC电压；

√S跟踪方位误差电压；

√S跟踪俯仰误差电压；

√X左、右旋跟踪锁定指示；

√X左、右旋段跟踪AGC电压；

√X左、右旋段跟踪方位误差电压；

√X左、右旋跟踪俯仰误差电压。

4.链路信息

√链路配置(相关链路设备的增益、衰减等)；

√解调锁定状态(载波环、位同步、帧同步、译码等)；

√中频信号电平；

√Eb/N0。

5.角度信息

√天线工作方式(方位轴、俯仰轴、倾斜轴)；

√数据时标(B码时标)；

√测量系实时角度数据(方位、俯仰、第三轴)；

√大地系实时角度数据(方位、俯仰)；

√数引数据(方位预报、俯仰预报)。

任务信息采集单元采集到以上任务信息以后，将其存储到综合信息库中，由故障诊断单元对任务信息进行分析，获取跟踪状态信息、数据接收状态信息、设备状态信息、任务参数配置信息、接收数据质量信息等；

跟踪状态信息分析异常时，发起跟踪失效任务诊断；数据接收状态信息分析异常时，发起数据接收失效任务诊断；任务失效诊断时，利用任务过程中收集到的设备状态信息、任务参数配置信息和接收数据质量信息，结合业务故障树知识库发起针对任务失效的故障诊断任务；

通过本发明提供的遥感卫星接收系统的故障诊断方法与系统，能够完成对遥感卫星接收系统的监测点和任务信息采集，对接收系统的跟踪通道与接收通道进行自动化测试，并以上述信息作为输入，利用故障诊断模型与故障诊断专家系统完成对遥感卫星接收系统的故障诊断。

故障诊断的方法是：从故障树根节点到分支节点进行一次正向推导，推导过程中，若故障树的节点是监测点，则根据监测点知识库中的知识对监测点的状态进行判断；若故障树的节点是一次自动化测试，则根据自动化测试的类型向接收系统发起一次自动化测试，并获取测试结果；根据监测点的状态和自动化测试的结果逐步进行推导，最终得到设备工作正常/异常的诊断结果。

根据本发明的一个具体实施例，在上述两类故障诊断模型(设备故障模型和业务故障模型)中，设备故障模型包含遥感卫星接收系统中各设备的故障模型，主要有：场放故障模型、下变频器故障模型、跟踪接收机故障模型、光端机故障模型、解调器故障模型、射频开关故障模型、中频开关故障模型和天伺馈子系统设备故障模型；业务故障模型包含接收系统业务相关的故障模型，主要包含跟踪功能失效故障模型和数据接收任务失效故障模型，由于跟踪是数据接收任务的一个子过程，因此数据接收任务失效故障模型完全包含了跟踪功能失效故障模型。由于遥感卫星接收系统的故障模型较为复杂，因此在本发明的技术描述中并未对其进行完全展开，只对故障模型的主要方面进行说明。

故障诊断模型采用故障树的形式进行描述，其中天伺馈子系统的故障模型包含天线设备单元故障、天线设备通信链路故障、天线限位、天线收藏与解锁故障四个分支。其故障诊断模型所对应的故障树结构如图3～图7所示，其中图3列出了引起天伺馈子系统故障树的整体，另外由图4～图7对4个根节点做展开描述。各分支由相应部分的故障监测点构成；工作时，由监测点信息采集单元对设备监测点状态进行巡检，在检测到故障监测点异常时，直接根据天伺馈子系统故障模型进行故障诊断。

其它各设备的故障模型所对应的故障树结构如图8～图15所示。

业务故障树主要包含跟踪失效故障模型和数据接收任务失效故障模型。

根据遥感卫星接收系统接收频段能力的不同，遥感卫星接收系统的跟踪方式可以有X频段跟踪、S频段跟踪和Ka频段跟踪等，根据极化复用能力的不同，可以有左旋圆极化跟踪、右旋圆极化跟踪或者左旋、右旋圆极化合成跟踪、S转X跟踪、X转Ka跟踪等。

其中，跟踪失效可能由天伺馈子系统故障、跟踪通道设备故障、星历信息不准确、校相信息变化和天线测角误差超标引起，其故障诊断模型如图16所示。

天伺馈子系统故障模型参见图3～图7，跟踪通道设备故障模型如图17所示，根据跟踪通道的组成，主要包含了场放故障、光发射机故障、光接收机故障、下变频器故障、跟踪单元故障等，各设备故障由其包含的故障监测点来指示。数据接收任务的故障模型如图18在某些故障模型中，为对监测点的状态进行核实，需要发起对跟踪通道的自动化测试，根据自动化测试的结果和监测点的状态联合进行故障诊断。

与上述遥感卫星接收系统的故障诊断装置相对应，本发明还提供一种遥感卫星接收系统的故障诊断方法。图19示出了根据本发明实施例的遥感卫星接收系统的故障诊断方法流程图。

如图19所示，本发明提供的遥感卫星接收系统的故障诊断方法包括如下步骤：

S191：获取遥感卫星接收系统的各组成设备中的预设的监测点的状态信息，并对所获取的监测点的状态信息进行判断和上报，其中，预设监测点的各组成设备与获取预设的监测点的状态信息的设备连接至同一以太网交换机；

S192：根据测试类型设置遥感卫星接收系统的伺服系统、跟踪通道、数据接收通道中的各组成设备的参数，进而完成对伺服系统、跟踪通道、数据接收通道的自动化测试；

S193：获取遥感卫星接收系统在数据接收任务执行过程中实时记录的各类任务信息；

S194：根据监测点信息采集单元获取的监测点的状态信息、自动化测试单元的自动化测试信息和任务采集单元获取的各类任务信息，通过建立故障诊断模型和故障诊断专家系统完成对遥感卫星接收系统的故障诊断。

该故障诊断方法是基于上述遥感卫星接收系统的故障诊断装置实现的，因此，在上述对故障诊断装置的技术描述中所涉及的技术特征同样适用于该故障诊断方法。

比如，在获取预设的监测点的状态信息的过程中，以监测点信息采集周期为定时轮询周期，轮询被预设为监测点的各组成设备。

再比如，在建立故障诊断模型的过程中，根据遥感卫星接收系统的结构与功能特点，设置两类采用故障树的形式进行描述的故障诊断模型：设备故障模型和业务故障模型，所述故障诊断模型以知识的形式存放在知识库中。故障诊断专家系统利用知识库中的知识完成对故障的诊断、推理，该知识库中包括监测点知识库、自动化测试知识库和故障树知识库。

另外，为了更为清楚地说明本发明的故障诊断方法，下面从监测点异常、测试结果异常、任务信息异常三个角度分别详细描述相对应的故障诊断流程。

基于监测点异常的故障诊断流程包含：

1)利用定时轮询的方法获取设备的监测点信息；

2)针对采集的监测点信息，根据监测点知识库中记录的监测点信息的有效范围，对其正常情况进行判断；

3)在发现设备监测点异常时，利用故障树知识库中该设备的故障树发起一次故障诊断；

4)故障诊断的方法是：从故障树分支节点到根节点进行一次逆推导，推导过程中，若故障树的节点是监测点，则根据监测点知识库中的知识对监测点的状态进行判断；若故障树的节点是一次自动化测试，则根据自动化测试的类型向接收系统发起一次自动化测试，并获取测试结果。

5)根据监测点的状态和自动化测试的结果逐步进行推导，最终得到设备工作正常/异常的诊断结果。

基于自动化测试结果异常的故障诊断流程包括：

1)根据自动化测试的类型，从自动化测试知识库中读取进行测试所需的设备、设备的参数配置信息。

2)通过远程控制方法完成对各类设备的参数配置；

3)根据测试类型对系统进行测试，并返回测试结果；

4)根据自动化测试知识库中的误差知识，判断测试结果是否在有效范围内，若测试结果在误差允许的范围内，则判断系统正常，若测试结果在误差允许的范围之外，则判断系统异常。

基于采集的任务信息异常的故障诊断流程包括：

1)数据接收任务完成以后，获取任务信息；

2)对任务信息进行分析，获取跟踪状态信息、数据接收状态信息、设备状态信息、任务参数配置信息、接收数据质量信息等；

3)跟踪状态信息分析异常时，发起跟踪失效任务诊断；

4)数据接收状态信息分析异常时，发起数据接收失效任务诊断；

5)利用任务过程中的设备状态信息、任务参数配置信息和接收数据质量信息，结合业务故障树知识库发起针对任务失效的故障诊断任务；

6)故障诊断的方法是：从故障树根节点到分支节点进行一次正向推导，推导过程中，若故障树的节点是监测点，则根据监测点知识库中的知识对监测点的状态进行判断；若故障树的节点是一次自动化测试，则根据自动化测试的类型向接收系统发起一次自动化测试，并获取测试结果；

7)根据监测点的状态和自动化测试的结果逐步进行推导，最终得到设备工作正常/异常的诊断结果。

通过上述技术方案以及实施例的描述可以看出，本发明提供的遥感卫星数据接收系统的故障诊断装置及其故障诊断方法，能够根据遥感卫星接收系统的特点，即时获取、发现、上报系统中的故障信息、建立系统故障模型，并与现有的故障诊断技术结合，有效实现了对遥感卫星接收系统的故障诊断。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的遥感卫星接收系统的故障诊断装置及其故障诊断方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的遥感卫星接收系统的故障诊断装置及其故障诊断方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (9)

1.一种遥感卫星接收系统的故障诊断装置，包括：

监测点信息采集单元，用于获取所述遥感卫星接收系统的各组成设备中的预设的监测点的状态信息，其中，预设监测点的各组成设备与所述监测点信息采集单元连接至同一以太网交换机；

自动化测试单元，用于根据测试类型设置所述遥感卫星接收系统的伺服系统、跟踪通道、数据接收通道中的各组成设备的参数，进而完成对所述伺服系统、跟踪通道、数据接收通道的自动化测试；

任务信息采集单元，用于获取遥感卫星接收系统在数据接收任务执行过程中实时记录的各类任务信息；

故障诊断单元，用于根据所述监测点信息采集单元获取的监测点的状态信息、所述自动化测试单元的自动化测试信息和所述任务信息采集单元获取的各类任务信息，通过设置故障诊断模型和故障诊断专家系统完成对所述遥感卫星接收系统的故障诊断，

其中，所述自动化测试单元包括：

跟踪通道测试单元，用于通过测试调制器、上行测试链路与跟踪链路闭环完成对所述遥感卫星接收系统中的跟踪链路和跟踪接收机设备进行检测；

数据接收通道测试单元，用于对所述遥感卫星接收系统中的数据接收链路和解调器设备进行检测，

其中，所述监测点信息采集单元包括：

监测点设计单元，用于在所述遥感卫星接收系统的各组成设备中预设监测点，所述监测点用于监测反馈所述组成设备中组成模块的状态信息；

信息采集单元，用于以监测点信息采集周期为定时轮询周期，轮询所述被预设有监测点的各组成设备。

2.如权利要求1所述的遥感卫星接收系统的故障诊断装置，其中，所述跟踪通道测试单元进一步包括：

跟踪链路检测单元，用于通过控制测试调制器发单载波信号，获取用频谱仪监测的跟踪下变频器输出信号的频谱，根据所述跟踪下变频器输出信号的频谱和单通道单脉冲跟踪信号的频谱特征确定跟踪链路的工作状态；

跟踪接收机检测单元，用于按跟踪链路闭环方法构建闭环，通过控制测试调制器发单载波信号分别控制跟踪接收机方位、俯仰移相，根据跟踪接收机上报的角误差电压确定跟踪接收机的工作状态。

3.如权利要求1所述的遥感卫星接收系统的故障诊断装置，其中，所述数据接收通道测试单元进一步包括：

数据接收链路检测单元，用于采用射频闭环方式检测数据接收链路的状态，所述射频闭环包括上、下行链路通过和路场放前的耦合器闭环；

解调器设备检测单元，用于通过调制器、中频开关矩阵与解调器构成中频闭环，由调制器发送PN码调制信号，由解调器对所述PN码调制信号进行解调和误码率检测，根据检测得到实际的信号信噪比与误码率的关系确定解调器的工作状态。

4.如权利要求3所述的遥感卫星接收系统的故障诊断装置，其中，所述数据接收链路检测单元，通过测试调制器输出单载波，采用频谱仪分别监测射频开关矩阵和中频开关矩阵的输出信号，以确定所述数据接收链路中的场放、光传输设备、射频开关矩阵的状态，以及确定所述数据接收链路中的下变频器和中频开关矩阵的状态。

5.如权利要求1所述的遥感卫星接收系统的故障诊断装置，其中，所述故障诊断单元包括：

故障诊断模型设置单元，用于根据所述遥感卫星接收系统的结构与功能特点，设置两类采用故障树的形式进行描述的故障诊断模型：设备故障模型和业务故障模型，所述故障诊断模型以知识的形式存放在知识库中；

故障诊断专家系统，用于利用知识库中的知识完成对故障的诊断、推理，其中，所述知识库中包括监测点知识库、自动化测试知识库和故障树知识库。

6.一种遥感卫星接收系统的故障诊断方法，利用权利要求1至5中任一项所述的遥感卫星接收系统的故障诊断装置，包括：

获取所述遥感卫星接收系统的各组成设备中的预设的监测点的状态信息，并对所述监测点的状态信息进行判断和上报，其中，预设监测点的各组成设备与获取所述预设的监测点的状态信息的设备连接至同一以太网交换机；

根据测试类型设置所述遥感卫星接收系统的伺服系统、跟踪通道、数据接收通道中的各组成设备的参数，进而完成对所述伺服系统、跟踪通道、数据接收通道的自动化测试；

获取遥感卫星接收系统在数据接收任务执行过程中实时记录的各类任务信息；

根据所述监测点信息采集单元获取的监测点的状态信息、所述自动化测试单元的自动化测试信息和所述任务信息采集单元获取的各类任务信息，通过建立故障诊断模型和故障诊断专家系统完成对所述遥感卫星接收系统的故障诊断，

其中，在建立故障诊断模型的过程中，

根据所述遥感卫星接收系统的结构与功能特点，设置两类采用故障树的形式进行描述的故障诊断模型：设备故障模型和业务故障模型，所述故障诊断模型以知识的形式存放在知识库中，

所述故障诊断专家系统利用所述知识库中的知识完成对故障的诊断、推理，其中，所述知识库中包括监测点知识库、自动化测试知识库和故障树知识库。

7.如权利要求6所述的遥感卫星接收系统的故障诊断方法，其中，在获取预设的监测点的状态信息的过程中，

以监测点信息采集周期为定时轮询周期，轮询所述被预设有监测点的各组成设备。

8.如权利要求6所述的遥感卫星接收系统的故障诊断方法，其中，在对所述遥感卫星接收系统进行故障诊断的过程中，

从故障树分支节点到根节点进行一次逆推导，推导过程中，若故障树的节点是监测点，则根据所述监测点知识库中的知识对监测点的状态进行判断；若故障树的节点是一次自动化测试，则根据自动化测试的类型向接收系统发起一次自动化测试，并获取测试结果；

根据所述监测点的状态和自动化测试的结果逐步进行推导，最终得到设备工作正常/异常的诊断结果。

9.如权利要求6所述的遥感卫星接收系统的故障诊断方法，其中，所述自动化测试包括跟踪通道测试和数据接收通道测试两类，在进行自动化测试的过程中：

根据自动化测试的类型，从自动化测试知识库中读取进行测试所需的设备、设备的参数配置信息；

通过远程控制方法完成对各类设备的参数配置；

根据测试类型对系统进行测试，并返回测试结果；

根据自动化测试知识库中的误差知识，判断测试结果是否在有效范围内，若测试结果在误差允许的范围内，则判断系统正常，若测试结果在误差允许的范围之外，则判断系统异常。