CN105136172B - 一种基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法 - Google Patents

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

一种基于关联关系建模的卫星敏感器故障诊断方法

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＝V_I·E_I-V_e·E_e，其中所述V_I为光轴矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵，V_e为光轴矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵，E_e为地心矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵，E_I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＝V_I·S_I-V_s·S_s，其中所述V_s为光轴矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵，S_s为太阳矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵，S_I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＝S_I·E_I-S_e·E_e，其中所述S_e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，则地球敏感器故障；

若|F₂|＞J₂且|F₃|＞J₃，则太阳敏感器故障。

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＝V_I·E_I-V_e·E_e，其中所述V_I为光轴矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵，V_e为光轴矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵，E_e为地心矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵，E_I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＝V_I·S_I-V_s·S_s，其中所述V_s为光轴矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵，S_s为太阳矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵，S_I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＝S_I·E_I-S_e·E_e，其中所述S_e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，则地球敏感器故障；

若|F₂|＞J₂且|F₃|＞J₃，则太阳敏感器故障。

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V_I＝[v_Ixv_Iy v_Iz]，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V_e＝[v_ex v_ey v_ez]。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E_e＝[e_ex e_ey e_ez]；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E_I＝[e_Ix e_Iy e_Iz]。根据V_I·E_I＝V_e·E_e，则v_Ixe_Ix+v_Iye_Iy+v_Ize_Iz＝v_exe_ex+v_eye_ey+v_eze_ez；

(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V_I，设表达式为V_I＝[v_Ix v_Iy v_Iz]，其中I代表地心惯性系，v_Ix,v_Iy,v_Iz为V_I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V_e＝[v_ex v_ey v_ez]，其中e代表地球敏感器坐标系，v_ex,v_ey,v_ez为V_e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E_e＝[e_ex e_eye_ez]，其中所述e_ex,e_ey,e_ez为E_e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H_D和H_S，可计算η和β_H，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β_H。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E_I＝[e_Ixe_Iy e_Iz]，其中e_Ix,e_Iy,e_Iz为E_I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＝V_I·E_I-V_e·E_e，即F₁＝v_Ixe_Ix+v_Iye_Iy+v_Ize_Iz-(v_exe_ex+v_eye_ey+v_eze_ez)，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V_I＝[v_Ixv_Iy v_Iz]，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V_s＝[v_sx v_sy v_sz]。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S_s＝[s_sx s_sy s_sz]；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S_I＝[s_Ix s_Iy s_Iz]，根据V_I·S_I＝V_s·S_s，则v_Ixs_Ix+v_Iys_Iy+v_Izs_Iz＝v_sxs_sx+v_sys_sy+v_szs_sz；

(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V_s＝[v_sx v_sy v_sz]，v_sx,v_sy,v_sz为V_s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S_s＝[s_sx s_sys_sz]，S代表太阳敏感器坐标系，s_sx,s_sy,s_sz为S_s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S_I＝[s_Ix s_Iy s_Iz]，其中s_Ix,s_Iy,s_Iz为S_I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＝V_I·S_I-V_s·S_s，即F₂＝v_Ixs_Ix+v_Iys_Iy+v_Izs_Iz-(v_sxs_sx+v_sys_sy+v_szs_sz)，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S_s＝[s_sx s_sy s_sz]；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S_I＝[s_Ix s_Iy s_Iz]。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E_e＝[e_ex e_ey e_ez]；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E_I＝[e_Ix e_Iy e_Iz]。由太阳敏感器坐标系到地球敏感器坐标系的转换矩阵为C_es。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S_e＝C_esS_s＝[s_ex s_ey s_ez]；根据S_I·E_I＝S_e·E_e，则s_Ixe_Ix+s_Iye_Iy+s_Ize_Iz＝s_exe_ex+s_eye_ey+s_eze_ez；

(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C_es；

(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S_e＝C_esS_s＝[s_ex s_ey s_ez]，其中s_ex,s_ey,s_ez为S_e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＝S_I·E_I-S_e·E_e，即F₃＝s_Ixe_Ix+s_Iye_Iy+s_Ize_Iz-(s_exe_ex+s_eye_ey+s_eze_ez)，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＝V_I·E_I-V_e·E_e。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＝V_I·S_I-V_s·S_s。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＝S_I·E_I-S_e·E_e。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＝V_I·E_I-V_e·E_e，其中所述V_I为光轴矢量在地心惯性坐标系中的分量列阵，V_e为光轴矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵，E_e为地心矢量在地球敏感器坐标系中的分量列阵，E_I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＝V_I·S_I-V_s·S_s，其中所述V_s为光轴矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵，S_s为太阳矢量在太阳敏感器坐标系中的分量列阵，S_I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＝S_I·E_I-S_e·E_e，其中所述S_e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，则地球敏感器故障；

若|F₂|＞J₂且|F₃|＞J₃，则太阳敏感器故障。

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V_I，设V_I表达式为V_I＝[v_Ix v_Iy v_Iz]，其中I代表地心惯性系，v_Ix,v_Iy,v_Iz为V_I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V_e＝[v_ex v_ey v_ez]，其中e代表地球敏感器坐标系，v_ex,v_ey,v_ez为V_e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E_e＝[e_ex e_eye_ez]，其中所述e_ex,e_ey,e_ez为E_e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E_I＝[e_Ix e_Iye_Iz]，其中e_Ix,e_Iy,e_Iz为E_I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＝V_I·E_I-V_e·E_e，即F₁＝v_Ixe_Ix+v_Iye_Iy+v_Ize_Iz-(v_exe_ex+v_eye_ey+v_eze_ez)，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V_s＝[v_sx v_sy v_sz]，v_sx,v_sy,v_sz为V_s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S_s＝[s_sx s_sys_sz]，S代表太阳敏感器坐标系，s_sx,s_sy,s_sz为S_s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S_I＝[s_Ix s_Iy s_Iz]，其中s_Ix,s_Iy,s_Iz为S_I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＝V_I·S_I-V_s·S_s，即F₂＝v_Ixs_Ix+v_Iys_Iy+v_Izs_Iz-(v_sxs_sx+v_sys_sy+v_szs_sz)，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C_es；

(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S_e＝C_esS_s＝[s_ex s_ey s_ez]，其中s_ex,s_ey,s_ez为S_e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＝S_I·E_I-S_e·E_e，即F₃＝s_Ixe_Ix+s_Iye_Iy+s_Ize_Iz-(s_exe_ex+s_eye_ey+s_eze_ez)，其值应为零。