CN105136172A - 一种基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法,本发明涉及卫星敏感器故障诊断方法。本发明是为了解决传统的敏感器故障诊断方法大多从单个敏感器的测量信息出发,不能很好的完成故障检测诊断任务的问题。本发明有效利用多种敏感器所提供的冗余关系,对地球敏感器与星敏感器、太阳敏感器与星敏感器、地球敏感器与太阳敏感器间的关联关系建模,利用大量数据计算相应的检测量特征量,最终实现卫星敏感器故障诊断。本发明更加准确地完成故障检测诊断任务,充分利用各种测量信息,适应工程实际应用。本发明应用卫星敏感器故障诊断领域。
Description
技术领域
本发明涉及卫星敏感器故障诊断方法。
背景技术
卫星是重要的航天器,长期在轨运行于恶劣的太空环境。敏感器是卫星的重要部件,直接关系到卫星的正确姿态确定与稳定运行,若发生故障将导致严重的后果。有必要对各种卫星敏感器进行故障诊断方面的研究。
现有广泛应用的敏感器故障检测方法,大多从单个敏感器的测量信息出发,没有有效利用多种敏感器所提供的冗余关系。因此,不能很好的完成故障检测诊断任务。
发明内容
本发明是为了解决传统的故障诊断方法没有有效利用多种敏感器所提供的冗余关系,不能很好的完成故障检测诊断任务,而提出的基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法。
基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法按以下步骤实现:
步骤一:对地球敏感器与星敏感器间的关联关系建模,得到模型为F1=VI·EI-Ve·Ee,其中所述VI为光轴矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵,Ve为光轴矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵,Ee为地心矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵,EI为地心矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵,F1为地球敏感器和星敏感器检测特征量;
步骤二:对太阳敏感器与星敏感器间的关联关系建模,得到模型为F2=VI·SI-Vs·Ss,其中所述Vs为光轴矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵,Ss为太阳矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵,SI为太阳矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵,F2为太阳敏感器和星敏感器检测特征量;
步骤三:对地球敏感器与太阳敏感器间的关联关系建模,得到模型为F3=SI·EI-Se·Ee,其中所述Se为太阳矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵,F3为地球敏感器和太阳敏感器检测特征量;
步骤四:故障决策;
(1)对于正常工作状态下的检测量F1,F2,F3进行统计量分析,计算F1的均值m1和方差σ1,并定义检测阈值为J1=m1+3σ1;计算F2的均值m2和方差σ2,并定义检测阈值为J2=m2+3σ2;计算F3的均值m3和方差σ3,并定义检测阈值为J3=m3+3σ3;
(2)当检测特征量|F1|>J1时,地球敏感器或星敏感器存在故障;对于检测特征量|F2|>J2,则太阳敏感器或星敏感器存在故障;对于检测特征量|F3|>J3,则地球敏感器或太阳敏感器存在故障,所述J1、J2、J3为检测特征量F1,F2,F3的检测阈值;若卫星同时采用三种敏感器作为姿态测量部件,则有如下检测逻辑成立;
若|F1|>J1且|F2|>J2,则星敏感器故障;
若|F1|>J1且|F3|>J3,则地球感器故障;
若|F2|>J2且|F3|>J3,则太阳感器故障。
各种敏感器如太阳敏感器,星敏感器,地球敏感器都是对于卫星的姿态进行测量的重要部件,各敏感器间存在冗余,可以利用这种冗余信息建立关联关系模型来进行故障部件的定位,而传统的故障诊断方法仅仅利用了单个敏感器测量参变量来表明敏感器的工作状态,没用充分利用不同敏感器间所固有的关联关系,本发明的故障诊断方法正是通过不同敏感器件的关联关系进行故障诊断的。本发明从各种敏感器的关联关系角度为着眼点,对现有的故障诊断方法进行补充,充分利用各种测量信息,并且计算量小,适应工程实际的应用。实验结果证明,根据所建立的地球敏感器与星敏感器关联关系模型,可以有效的检测故障的发生,当地球敏感器与星敏感器都处于正常状态时,地球敏感器与星敏感器的检测特征量维持在0值附近,当星敏感器或地球敏感器发生故障时,地球敏感器与星敏感器的检测特征量偏离0值;太阳敏感器与星敏感器间的关联关系建模与地球敏感器与太阳敏感器间的关联关系建模的实验结果与上述结果相同。本发明适用于对卫星上所采用的各种敏感器进行故障诊断。
附图说明
图1为本发明流程图;
图2为基于关联关系敏感器故障诊断示意图;
图3为无故障时基于地球敏感器与星敏感器检测特征量的诊断结果图;
图4为星敏感器故障时基于地球敏感器与星敏感器检测特征量的诊断结果图;
图5为地球敏感器故障时基于地球敏感器与星敏感器检测特征量的诊断结果图;
图6为无故障时基于太阳敏感器与星敏感器检测特征量的诊断结果图;
图7为星敏感器故障时基于太阳敏感器与星敏感器检测特征量的诊断结果图;
图8为太阳敏感器故障时基于太阳敏感器与星敏感器检测特征量的诊断结果图;
图9为无故障时基于地球敏感器与太阳敏感器检测特征量的诊断结果图;
图10为地球敏感器故障时基于地球敏感器与太阳敏感器检测特征量的诊断结果图;
图11为太阳敏感器故障时基于地球敏感器与太阳敏感器检测特征量的诊断结果图。
具体实施方式
具体实施方式一:如图1所示,一种基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法包括以下步骤:
步骤一:对地球敏感器与星敏感器间的关联关系建模,得到模型为F1=VI·EI-Ve·Ee,其中所述VI为光轴矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵,Ve为光轴矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵,Ee为地心矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵,EI为地心矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵,F1为地球敏感器和星敏感器检测特征量;
步骤二:对太阳敏感器与星敏感器间的关联关系建模,得到模型为F2=VI·SI-Vs·Ss,其中所述Vs为光轴矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵,Ss为太阳矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵,SI为太阳矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵,F2为太阳敏感器和星敏感器检测特征量;
步骤三:对地球敏感器与太阳敏感器间的关联关系建模,得到模型为F3=SI·EI-Se·Ee,其中所述Se为太阳矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵,F3为地球敏感器和太阳敏感器检测特征量;
步骤四:故障决策;
(1)对于正常工作状态下的检测量F1,F2,F3进行统计量分析,计算F1的均值m1和方差σ1,并定义检测阈值为J1=m1+3σ1;计算F2的均值m2和方差σ2,并定义检测阈值为J2=m2+3σ2;计算F3的均值m3和方差σ3,并定义检测阈值为J3=m3+3σ3;
(2)当检测特征量|F1|>J1时,地球敏感器或星敏感器存在故障;对于检测特征量|F2|>J2,则太阳敏感器或星敏感器存在故障;对于检测特征量|F3|>J3,则地球敏感器或太阳敏感器存在故障,所述J1、J2、J3为检测特征量F1,F2,F3的检测阈值;若卫星同时采用三种敏感器作为姿态测量部件,则有如下检测逻辑成立;
若|F1|>J1且|F2|>J2,则星敏感器故障;
若|F1|>J1且|F3|>J3,则地球感器故障;
若|F2|>J2且|F3|>J3,则太阳感器故障。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:所述地球敏感器与星敏感器间的关联关系建模的方法具体为:
由星敏感器可以获得光轴矢量在地心赤道惯性系中的分量列阵,由地球敏感器可计算得到地心方向矢量E在测量坐标系中的分量列阵。根据卫星的轨道参数,可求得地心方向矢量在地心赤道惯性系中的分量列阵。另外,星敏感器和地球敏感器固定安装于卫星本体中,所以,卫星的光轴矢量在地球敏感器坐标系中分量列阵,应是固定的且已知可求的。
相同时刻,光轴矢量和地心矢量均为固定值,两个矢量的内积表达了两个矢量间的实时关系,不以不同坐标系的表达而不同。即在地心惯性系中表达的光轴矢量与地心矢量的内积,等于在地球敏感器坐标系中表达的光轴矢量和地心矢量的内积。由此,可以得到星敏感器和地球敏感器间的关联关系。
设由星敏感器测量得到的,光轴矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵为VI=[vIxvIyvIz],光轴矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵由星敏感器和地球敏感器的实际安装位置决定,并且是固定不变的,设其表达为Ve=[vexveyvez]。设由地球敏感器测量得到的地心矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵为Ee=[eexeeyeez];地心矢量在地心惯性系坐标中的分量列阵根据轨道参数是可以实时求得的,设其表达为EI=[eIxeIyeIz]。根据VI·EI=Ve·Ee,则vIxeIx+vIyeIy+vIzeIz=vexeex+veyeey+vezeez;
(1)星敏感器输出的测量值为光轴矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵VI,设表达式为VI=[vIxvIyvIz],其中I代表地心惯性系,vIx,vIy,vIz为VI在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(2)光轴矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵由星敏感器和地球敏感器的实际安装位置决定,并且是固定不变的,设其表达为Ve=[vexveyvez],其中e代表地球敏感器坐标系,vex,vey,vez为Ve在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(3)地球敏感器测量得到地心矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵Ee=[eexeeyeez],其中所述eex,eey,eez为Ee在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
根据地球敏感器的测量值HD和HS,可计算η和βH,然后由此可直接得到地心方向矢量E在测量坐标系中的分量列阵:
由公式 可计算η和βH。其中ρ为已知的飞行器高度;γ为已知的地球敏感器圆锥扫描半顶角。
(4)根据卫星的轨道参数,确定地心矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵EI=[eIxeIyeIz],其中eIx,eIy,eIz为EI在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(5)定义地球敏感器和星敏感器检测特征量为F1=VI·EI-Ve·Ee,即F1=vIxeIx+vIyeIy+vIzeIz-(vexeex+veyeey+vezeez),其值应为零;
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:所述太阳敏感器与星敏感器间的关联关系建模的方法具体为:
由星敏感器可以获得光轴矢量在地心赤道惯性系中的分量列阵,由太阳敏感器可计算得到太阳矢量S在测量坐标系中的分量列阵。根据卫星轨道参数和太阳星历,可求得太阳矢量在地心赤道惯性系中的分量列阵。另外,星敏感器和两个数字太阳敏感器固定安装于卫星本体中,所以,卫星的光轴矢量在太阳敏感器坐标系中分量列阵,应是固定的且已知可求的。
相同时刻,光轴矢量和太阳矢量均为固定值,两个矢量的内积表达了两个矢量间的实时关系,不以不同坐标系的表达而变化。即在地心惯性系中表达的光轴矢量与太阳矢量的内积,等于在太阳敏感器坐标系中表达的光轴矢量和地心矢量的内积。由此,可以得到星敏感器和太阳敏感器间的关联关系。
设由星敏感器测量得到的,光轴矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵为VI=[vIxvIyvIz],光轴矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵由星敏感器和太阳敏感器的实际安装位置决定,并且是固定不变的,设其表达为Vs=[vsxvsyvsz]。设由太阳敏感器测量得到的太阳矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵为Ss=[ssxssyssz];太阳矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵根据轨道参数和太阳星历是可以实时求得的,通常用地心-太阳的单位矢量代替,设其表达为SI=[sIxsIysIz],根据VI·SI=Vs·Ss,则vIxsIx+vIysIy+vIzsIz=vsxssx+vsyssy+vszssz;
(1)光轴矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵由星敏感器和太阳敏感器的实际安装位置决定,并且是固定不变的,设其表达为Vs=[vsxvsyvsz],vsx,vsy,vsz为Vs在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(2)太阳敏感器测量得到太阳矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵Ss=[ssxssyssz],S代表太阳敏感器坐标系,ssx,ssy,ssz为Ss在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
根据数字太阳敏感器的测量值α和β,可计算得到太阳矢量S在此测量坐标系中的分量列阵: 即
(3)太阳矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵根据轨道参数和太阳星历是可以实时求得的,通常用地心-太阳的单位矢量代替,设其表达为SI=[sIxsIysIz],其中sIx,sIy,sIz为SI在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(4)定义太阳敏感器和星敏感器检测特征量为F2=VI·SI-Vs·Ss,即F2=vIxsIx+vIysIy+vIzsIz-(vsxssx+vsyssy+vszssz),其值应为零;
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一、二或三不同的是:所述地球敏感器与太阳敏感器间的关联关系建模的方法具体为:
由太阳敏感器可计算得到太阳矢量S在太阳敏感器测量坐标系中的分量列阵。根据卫星轨道参数和太阳星历,可求得太阳矢量在地心赤道惯性系中的分量列阵。由地球敏感器可计算得到地心方向矢量E在地球敏感器测量坐标系中的分量列阵。根据卫星的轨道参数,可求得地心方向矢量在地心赤道惯性系中的分量列阵。另外,太阳敏感器和地球敏感器固定安装于卫星本体中,所以,由太阳敏感器到地球敏感器坐标系的转换矩阵应为固定且已知的。根据以上测量值和先验知识可以获得地球敏感器和太阳敏感器间的关联关系
根据当前时刻卫星的轨道参数,此时的太阳矢量和地心矢量均为固定值,两个矢量的内积表达了两个矢量间的实时关系,不以不同坐标系的表达而不同。即在地心惯性系中表达的太阳矢量与地心矢量的内积,等于在地球敏感器坐标系中表达的太阳矢量和地心矢量的内积。由此,可以得到太阳器和地球敏感器间的关联关系。
设由太阳敏感器测量得到的太阳矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵为Ss=[ssxssyssz];太阳矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵根据轨道参数和太阳星历是可以实时求得的,通常用地心-太阳的单位矢量代替,设其表达为SI=[sIxsIysIz]。设由地球敏感器测量得到的地心方向矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵为Ee=[eexeeyeez];地心矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵根据轨道参数是可以实时求得的,设其表达为EI=[eIxeIyeIz]。由太阳敏感器坐标系到地球敏感器坐标系的转换矩阵为Ces。则太阳敏感器测量得到的太阳矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵为Se=CesSs=[sexseysez];根据SI·EI=Se·Ee,则sIxeIx+sIyeIy+sIzeIz=sexeex+seyeey+sezeez;
(1)根据太阳敏感器和地球敏感器在卫星本体的安装位置,可确定由太阳敏感器坐标系到地球敏感器坐标系的转换矩阵Ces;
(2)太阳敏感器测量得到的太阳矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵为Se=CesSs=[sexseysez],其中sex,sey,sez为Se在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(3)定义地球敏感器和太阳敏感器检测特征量为F3=SI·EI-Se·Ee,即F3=sIxeIx+sIyeIy+sIzeIz-(sexeex+seyeey+sezeez),其值应为零;
实施例一:
如图2所示,一种基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法包括以下步骤:
步骤一:对地球敏感器与星敏感器间的关联关系建模;
根据地球敏感器与星敏感器间的关联关系建模步骤,计算检测量F1=VI·EI-Ve·Ee。令地球敏感器与星敏感器都处于正常状态,此时地球敏感器与星敏感器检测特征量如图3所示。可以看到,在正常情况下地球敏感器与星敏感器的关联关系系数维持在0值附近。
令星敏感器在50s时发生故障,此时地球敏感器与星敏感器关联关系系数如图4所示。可以看到,此时地球敏感器与星敏感器的关联关系系数偏离0值。
令地球敏感器在50s时发生故障,此时地球敏感器与星敏感器关联关系系数如图5所示。可以看到,此时地球敏感器与星敏感器的关联关系系数偏离0值。
步骤二:对太阳敏感器与星敏感器间的关联关系建模;
根据太阳敏感器与星敏感器间的关联关系建模步骤,计算检测量F2=VI·SI-Vs·Ss。令太阳敏感器与星敏感器都处于正常状态,此时太阳敏感器与星敏感器关联关系系数如图6所示。可以看到,在正常情况下太阳敏感器与星敏感器的关联关系系数维持在0值附近。
令星敏感器在50s时发生故障,此时太阳敏感器与星敏感器关联关系系数如图7所示。可以看到,此时太阳敏感器与星敏感器的关联关系系数偏离0值。
令太阳敏感器在50s时发生故障,此时太阳敏感器与星敏感器关联关系系数如图8所示。可以看到,此时太阳敏感器与星敏感器的关联关系系数偏离0值。
步骤三:对地球敏感器与太阳敏感器间的关联关系模型;
根据地球敏感器与太阳敏感器间的关联关系建模步骤,计算检测量F3=SI·EI-Se·Ee。令地球敏感器与太阳敏感器都处于正常状态,此时地球敏感器与太阳敏感器关联关系系数如图9所示。可以看到,在正常情况下地球敏感器与太阳敏感器的关联关系系数维持在0值附近。
令地球敏感器在50s时发生故障,此时地球敏感器与太阳敏感器关联关系系数如图10所示。可以看到,此时地球敏感器与太阳敏感器的关联关系系数偏离0值。
令太阳敏感器在50s时发生故障,此时地球敏感器与太阳敏感器关联关系系数如图11所示。可以看到,此时地球敏感器与太阳敏感器的关联关系系数偏离0值。
Claims (4)
1.一种基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法,其特征在于,所述卫星敏感器故障诊断方法包括以下步骤:
步骤一:对地球敏感器与星敏感器间的关联关系建模,得到模型为F1=VI·EI-Ve·Ee,其中所述VI为光轴矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵,Ve为光轴矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵,Ee为地心矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵,EI为地心矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵,F1为地球敏感器和星敏感器检测特征量;
步骤二:对太阳敏感器与星敏感器间的关联关系建模,得到模型为F2=VI·SI-Vs·Ss,其中所述Vs为光轴矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵,Ss为太阳矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵,SI为太阳矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵,F2为太阳敏感器和星敏感器检测特征量;
步骤三:对地球敏感器与太阳敏感器间的关联关系建模,得到模型为F3=SI·EI-Se·Ee,其中所述Se为太阳矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵,F3为地球敏感器和太阳敏感器检测特征量;
步骤四:故障决策;
(1)对于正常工作状态下的检测量F1,F2,F3进行统计量分析,计算F1的均值m1和方差σ1,并定义检测阈值为J1=m1+3σ1;计算F2的均值m2和方差σ2,并定义检测阈值为J2=m2+3σ2;计算F3的均值m3和方差σ3,并定义检测阈值为J3=m3+3σ3;
(2)当检测特征量|F1|>J1时,地球敏感器或星敏感器存在故障;对于检测特征量|F2|>J2,则太阳敏感器或星敏感器存在故障;对于检测特征量|F3|>J3,则地球敏感器或太阳敏感器存在故障,所述J1、J2、J3为检测特征量F1,F2,F3的检测阈值;若卫星同时采用三种敏感器作为姿态测量部件,则有如下检测逻辑成立;
若|F1|>J1且|F2|>J2,则星敏感器故障;
若|F1|>J1且|F3|>J3,则地球感器故障;
若|F2|>J2且|F3|>J3,则太阳感器故障。
2.根据权利要求1所述的一种基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法,其特征在于步骤一中地球敏感器与星敏感器间的关联关系建模过程具体为:
(1)星敏感器输出的测量值为光轴矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵VI,设VI表达式为VI=[vIxvIyvIz],其中I代表地心惯性系,vIx,vIy,vIz为VI在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(2)光轴矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵由星敏感器和地球敏感器的实际安装位置决定,设其表达为Ve=[vexveyvez],其中e代表地球敏感器坐标系,vex,vey,vez为Ve在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(3)地球敏感器测量得到地心矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵Ee=[eexeeyeez],其中所述eex,eey,eez为Ee在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(4)根据卫星的轨道参数,确定地心矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵EI=[eIxeIyeIz],其中eIx,eIy,eIz为EI在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(5)地球敏感器和星敏感器检测特征量为F1=VI·EI-Ve·Ee,即F1=vIxeIx+vIyeIy+vIzeIz-(vexeex+veyeey+vezeez),其值应为零。
3.根据权利要求2所述的一种基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法,其特征在于步骤二中太阳敏感器与星敏感器间的关联关系建模过程具体为:
(1)光轴矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵由星敏感器和太阳敏感器的实际安装位置决定,设其表达为Vs=[vsxvsyvsz],vsx,vsy,vsz为Vs在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(2)太阳敏感器测量得到太阳矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵Ss=[ssxssyssz],S代表太阳敏感器坐标系,ssx,ssy,ssz为Ss在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(3)太阳矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵根据轨道参数和太阳星历实时求得,设其表达为SI=[sIxsIysIz],其中sIx,sIy,sIz为SI在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(4)太阳敏感器和星敏感器检测特征量为F2=VI·SI-Vs·Ss,即F2=vIxsIx+vIysIy+vIzsIz-(vsxssx+vsyssy+vszssz),其值应为零。
4.根据权利要求3所述的一种基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法,其特征在于步骤三中地球敏感器与太阳敏感器间的关联关系建模过程具体为:
(1)根据太阳敏感器和地球敏感器在卫星本体的安装位置,确定由太阳敏感器坐标系到地球敏感器坐标系的转换矩阵Ces;
(2)太阳敏感器测量得到太阳矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵为Se=CesSs=[sexseysez],其中sex,sey,sez为Se在x,y,z三个坐标轴正方向上的分量;
(3)地球敏感器和太阳敏感器检测特征量为F3=SI·EI-Se·Ee,即F3=sIxeIx+sIyeIy+sIzeIz-(sexeex+seyeey+sezeez),其值应为零。
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---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106643808A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-05-10 | 上海航天控制技术研究所 | 一种星敏感器在轨数据多级故障诊断方法 |
CN107644148A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-30 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于多参数关联的在轨卫星异常状态监测方法及系统 |
CN110567485A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-12-13 | 北京控制工程研究所 | 一种多探头星敏感器在轨自主故障诊断与修复方法 |
CN113324505A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-31 | 上海卫星工程研究所 | 一种双超卫星舱间位移传感器一致性判断方法及系统 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7584069B2 (en) * | 2005-10-14 | 2009-09-01 | Thales | Device and method for correcting the aging effects of a measurement sensor |
CN102176159A (zh) * | 2011-02-28 | 2011-09-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于状态观测器和等价空间的卫星姿控系统故障诊断装置及方法 |
CN102735259A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-10-17 | 北京控制工程研究所 | 一种基于多层状态估计器的卫星控制系统故障诊断方法 |
CN102735238A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-10-17 | 北京控制工程研究所 | 一种基于相关性模型的红外地球敏感器测点优化配置方法 |
CN103234553A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-08-07 | 北京控制工程研究所 | 一种陀螺测量系统的故障诊断方法 |
CN103676941A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-03-26 | 北京控制工程研究所 | 基于运动学和动力学模型的卫星控制系统故障诊断方法 |
CN103699121A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-04-02 | 北京控制工程研究所 | 一种基于解析冗余关系的卫星控制系统敏感器可诊断性确定方法 |
-
2015
- 2015-10-14 CN CN201510662583.9A patent/CN105136172B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7584069B2 (en) * | 2005-10-14 | 2009-09-01 | Thales | Device and method for correcting the aging effects of a measurement sensor |
CN102176159A (zh) * | 2011-02-28 | 2011-09-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于状态观测器和等价空间的卫星姿控系统故障诊断装置及方法 |
CN102735259A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-10-17 | 北京控制工程研究所 | 一种基于多层状态估计器的卫星控制系统故障诊断方法 |
CN102735238A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-10-17 | 北京控制工程研究所 | 一种基于相关性模型的红外地球敏感器测点优化配置方法 |
CN103234553A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-08-07 | 北京控制工程研究所 | 一种陀螺测量系统的故障诊断方法 |
CN103676941A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-03-26 | 北京控制工程研究所 | 基于运动学和动力学模型的卫星控制系统故障诊断方法 |
CN103699121A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-04-02 | 北京控制工程研究所 | 一种基于解析冗余关系的卫星控制系统敏感器可诊断性确定方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
CHENG YAO,ET AL.: "The combined diagnosis approach for the satellite attitude control system based on observer redundancy", 《INTERNATIONAL CONFERENCE ON QUALITY, RELIABILITY, RISK, MAINTENANCE, AND SAFETY ENGINEERING》 * |
彭蓉,秦永元: "基于多敏感器卫星姿态确定系统故障检测方法研究", 《机械强度》 * |
王社伟,张洪钺: "冗余配置捷联惯导系统故障检测门限的确定", 《航空学报》 * |
龚学兵等: "基于数据关联性分析的飞轮异常检测", 《航空学报》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106643808A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-05-10 | 上海航天控制技术研究所 | 一种星敏感器在轨数据多级故障诊断方法 |
CN107644148A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-30 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于多参数关联的在轨卫星异常状态监测方法及系统 |
CN107644148B (zh) * | 2017-09-19 | 2020-09-22 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于多参数关联的在轨卫星异常状态监测方法及系统 |
CN110567485A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-12-13 | 北京控制工程研究所 | 一种多探头星敏感器在轨自主故障诊断与修复方法 |
CN110567485B (zh) * | 2019-08-14 | 2021-04-13 | 北京控制工程研究所 | 一种多探头星敏感器在轨自主故障诊断与修复方法 |
CN113324505A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-31 | 上海卫星工程研究所 | 一种双超卫星舱间位移传感器一致性判断方法及系统 |
CN113324505B (zh) * | 2021-04-23 | 2022-06-14 | 上海卫星工程研究所 | 一种双超卫星舱间位移传感器一致性判断方法及系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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