CN106774268A - 一种空间飞行器故障处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空间飞行器故障处理方法，包括满足相应故障条件时进入相应子时序进行处理，所述子时序包括：A、B、C、D、E和F，子时序E和F分别嵌套在C和D故障处理子时序中；在子时序执行顺序上，执行完A类故障处理子时序，就不执行B、C和D类故障处理子时序；执行完B类故障处理子时序，就不执行C和D类故障处理子时序；C类故障处理子时序优先于D类故障处理子时序。本发明可实现对空间飞行器各种故障模式的处理。

Description

一种空间飞行器故障处理方法
技术领域
本发明涉及空间飞行器技术领域，尤其涉及一种空间飞行器故障处理方法。
背景技术
空间碎片是人类空间活动的产物，包括废弃的运载火箭末级、卫星残骸、航天任务抛弃物、空间物体间碰撞所产生的碎块等，是空间环境的主要污染源。空间碎片清理已成为世界航天界非常关注的重大课题。对于已经存在的太空碎片，现有的主动清除方式主要有推力离轨方法、空间机器人抓捕离轨方法、电动力绳系离轨方法等，因此研究空间飞行器进行空间碎片清除操作和离轨操作十分重要。
电动力绳系是利用系绳切割地磁场而产生电荷效应，其中系绳端部安装有电荷接收及发射器，当系绳与地球的磁层和电离层相互作用时，机械能便会转化为电能。电动力绳系可为航天器带来能源支持，同时还能作为电动力推进装置发挥巨大作用。
电动力绳系技术在废弃卫星及火箭末级残骸清理、航天器轨道转移、空间电磁场科学试验等领域具有巨大的潜在应用价值，一直是国外航天研究的热点。美国、加拿大、欧洲和日本开展了大量电动力绳系方面的研究与实验，自1966年美国在第九次载人飞行试验中通过双子星11号进行绳系卫星成功释放以来，美国国家航天局、美国海军实验室、加拿大国家研究理事会、欧洲航天局、意大利航天局、日本太空科学研究所等航天大国已对绳系航天器做了多次在轨试验飞行。暂未发现对其故障模式下子时序的情况资料。
发明内容
本发明提供一种可对不同故障模式进行处理的空间飞行器故障处理方法。
第一方面，本发明提供一种空间飞行器故障处理方法，所述空间飞行器故障处理方法的时序分为I级故障子时序和I I级故障子时序，其中所述I级故障子时序执行对象为测控资源或者地面，I I级故障子时序执行对象为测控资源或者飞行器；所述I级故障子时序包括A类故障处理子时序、B类故障处理子时序、C类故障处理子时序和D类故障处理子时序，所述II级故障子时序包括E类故障处理子时序和F类故障处理子时序；
其中，A类故障处理子时序为中止发射故障的处理子时序，B类故障处理子时序为未确认飞行器分离故障处理子时序，C类故障处理子时序为遥测控系统工作模式切换故障处理子时序，D类故障处理子时序为有效载荷故障处理子时序；
所述C类故障处理子时序包括子时序C2、C3、C4、C5、C6、C7；所述D类故障处理子时序包括子时序D1和D2；
所述空间飞行器故障处理方法具体包括：
1)飞行器的正常飞行过程执行动作包括：拔脱插—发射—起飞—飞行器分离—地面确认飞行器分离—开始第一实时遥测接收、有效载荷开始工作—探测系统开始工作—停止第一实时遥测接收、开始地基数传—有效载荷结束工作—停止地基数传、开始第二实时遥测接收—开始天基数传、停止第二实时遥测数据接收—停止天基数传；
2)满足A故障条件时，执行A类故障处理子时序；
3)满足B故障条件时，执行B类故障处理子时序；
4)在第一实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C2故障条件，则进入子时序C2中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
5)在地基数传时间段内出现故障，并满足C3故障条件，则进入子时序C3中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
6)在第二实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C4故障条件，则进入子时序C4中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
7)在开始天基数传的第一时间段内出现故障，并满足C5故障条件，则进入子时序C5中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
8)在开始天基数传的第二时间段内出现故障，并满足C6故障条件，则进入子时序C6中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
9)在开始天基数传的第三时间段内出现故障，并满足C7故障条件，则进入子时序C7中进行处理；
在有效载荷开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D1故障条件，则分别进入子时序D1中进行处理，如果故障排除则执行后续动作，如果故障未排除则进入待机状态；
在探测系统开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D2故障条件，则进入子时序D2中进行处理，如果故障排除则继续执行后续动作，如果故障未排除则进入待机状态；
执行完A类故障处理子时序，就不执行B类故障处理子时序、C类故障处理子时序和D类故障处理子时序；执行完B类故障处理子时序，就不执行C类故障处理子时序和D类故障处理子时序；
C类故障处理子时序优先于D类故障处理子时序；
E类故障处理子时序和F类故障处理子时序分别嵌套在C类故障处理子时序和D类故障处理子时序中。
优选的，A类故障处理子时序以基础级预计发射时刻为准；
B类故障处理子时序以基础级实际发射时刻为准；
子时序C2至C7类、D1至D2以上面级地面收到飞行器分离时刻为准；
子时序C2对应时间段为开始第一实时遥测接收时刻至开始地基数传时刻；
子时序C3对应时间段为开始地基数传时刻至停止地基数传时刻；
子时序C4对应时间段为停止地基数传、开始第二实时遥测接收时刻至开始天基数传、停止第二实时遥测接收时刻；
子时序C5至子时序C7时间段为整个天基数传阶段；
子时序D1时间段为有效载荷开始工作时刻至有效载荷结束工作时刻；
子时序D2时间段为探测系统开始工作时刻至有效载荷结束工作时刻；
其中，第一实时遥测接收开始时刻与有效载荷开始工作时刻为同一时刻；C2与D1、D2，C3与D1、D2，D1与D2对应时间段均有重叠。
优选的，所述满足A故障条件时，执行A类故障处理子时序，包括：
若在预设飞行器发射状态信息接收时刻接收到飞行器发射故障信息，则向飞行器发送中止发射指令。
优选的，所述满足B故障条件时，执行B类故障处理子时序，包括：
若在预设飞行器分离状态信息接收时刻接收到飞行器未分离信息，则在接收到飞行器未分离信息达到第一预设时间段时向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
按预定时刻向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据，并等待。
优选的，所述在第一实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C2故障条件，则进入子时序C2中进行处理，包括：
若在预设天基遥测数据接收时间段内未接收到飞行器发送的天基遥测数据，则向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则等待。
优选的，所述在地基数传时间段内出现故障，并满足C3故障条件，则进入子时序C3中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式3，则向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据；
若否，则等待。
优选的，所述在第二实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C4故障条件，则进入子时序C4中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式4，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则等待。
优选的，所述在天基数传的第一时间段内出现故障，并满足C5故障条件，则进入子时序C5中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式5，则向飞行器发送应急切换模式5指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式5指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式6的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式6的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；若否，则等待。
优选的，所述在天基数传第二时间段内出现故障，并满足C6故障条件，则进入子时序C6中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式6，则向飞行器发送应急切换模式6指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式6指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式7的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；若否，则向飞行器发送应急切换模式7的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则等待。
优选的，所述在天基数传的第三时间段内出现故障，并满足C7故障条件，则进入子时序C7中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式7，则发送应急切换7指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式7指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则等待。
优选的，在有效载荷开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D1故障条件，则进入子时序D1中进行处理，包括：
若在预设执行系统遥测数据接收时间段内未接收到飞行器发送的执行系统遥测数据，则判断是否已经进入不能发送OC指令的时段；
若否，则向飞行器发送执行系统OC指令，判断是否接收到飞行器发送的执行系统遥测数据，
若否，则等待。
优选的，在探测系统开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D2故障条件，则进入子时序D2中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器的探测系统遥测数据异常，则判断是否已经进入不能发送OC指令的时段；
若否，则向飞行器发送探测系统OC指令；
判断飞行器的探测系统的遥测数据是否正常；
若否，则等待。
由上述技术方案可知，本发明提供了空间飞行器的故障处理方法，可实现对如电动力绳飞行器等空间飞行器的各种故障模式的处理。具体包括以下优点：
1、本发明方法定义了指令、动作、OC指令、备保信号等符号和表示方法，提出了一种适用于电动力绳任务的故障模式子时序判断方法和依据，为电动力绳飞行器试验提供了可靠保障。
2、本发明方法进行了空间飞行器故障模式子时序分层，通过设置启动图与启动条件明确在不同故障下的遥控指令发送逻辑关系，并设置内外两级子时序来实现故障处理，填补了电动力绳飞行器的故障时序设计方法的空缺。
附图说明
图1为本发明的飞行全程故障子时序启动图；
图2a为本发明的故障处理流程图的第一部分；
图2b为本发明的故障处理流程图的第二部分；
图2c为本发明的故障处理流程图的第三部分；
图2d为本发明的故障处理流程图的第四部分；
图3为本发明的应急模式切换指令组及OC指令组。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本项目研究了一种空间飞行器故障模式子时序设计方法，主要依据电动力绳飞行器任务剖面，针对各个阶段可能发生的飞行动作和关键事件，在充分考虑总体、有效载荷任务执行、系统故障等多方面需求的基础上，设计完成了电动力绳飞行器工作流程与故障状态下的子飞行时序。
一种空间飞行器故障模式子时序设计方法是电动力绳飞行器执行任务流程和故障事件处理的基本依据；飞行时序涉及多个系统、多个专业，耦合程度高，是各系统、各任务间相互联系的纽带，因此，飞行器故障模式子时序设计需要综合考虑各方面因素，进行优化设计。相对于成熟飞行器，电动力绳飞行器要执行空间碎片清除试验，具有在轨时间长、遥测控系统复杂、空间操作任务可靠性高等特点，目前尚无可参考的工作流程和飞行时序。
根据图1可知，飞行器的正常飞行过程包括：拔脱插—发射—起飞—飞行器分离—地面确认飞行器分离—开始第一实时遥测接收、有效载荷开始工作—探测系统开始工作—停止第一实时遥测接收、开始地基数传—有效载荷结束工作—停止地基数传、开始第二实时遥测接收—开始天基数传、停止第二实时遥测数据接收—停止天基数传。
本项目主要包括如下四种故障模式：
地面未收到上面级分离飞行器的分离信号；
地面判断遥测控系统未进入预定工作模式；
地面接收到遥测数据，但有效载荷执行系统遥测数据异常；
地面接收到遥测数据，但探测系统遥测数据异常。
以下按照飞行器飞行时序绘制了故障应对措施流程图，见附图2a-2d，应急切换模式指令2-7和执行系统OC指令、探测系统OC指令都是成组出现的，见附图3。在主流程图中直接引用指令组。
如果流程正常，按照故障处理流程图中最左列流程向下进行。流程图见附图2a-2d。全程故障子时序启动图见图1。
本发明的技术解决方案为：
(1)明确空间飞行器的主要故障模式，对应每种故障模式设计出可行的处理方案(如遥测控系统的切应急、切模式、退应急处理方案)。
(2)按照原正常飞行时序流程，依次设计每个故障处理方案合适的处理时段，获取整个时序的故障处理流程图。
(3)在故障处理流程图上，详细设计每种故障处理方案的切换时机，按照故障状态下的时间基准，绘制飞行全程故障子时序启动图。
(4)设置每种故障的处理优先级，按照逻辑关系排出每个时段有可能遇到的切换顺序。
(5)进行飞行器故障子时序地面综合试验和对接试验，记录相关试验数据指标，确定本发明的可靠性。
如图2a-图2d所示，故障处理流程:
1.地面未收到飞行器分离信号
1)支架分离理论时刻后5s发送天基遥控指令，利用遥控指令切
换遥测控系统工作模式至模式2；
2)判断遥测控系统工作模式2是否切换正确，若是，转入3)；若否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式2(可按需多次发送)；判断遥测控系统工作模式2是否切换正确；
3)地基数传理论时刻发送天基遥控指令，利用遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式3；
4)判断遥测控系统工作模式3是否切换正确，若是，等待飞行试验结束；若否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式3；
5)判断遥测控系统工作模式3是否切换正确，之后等待飞行试验结束。
2.飞行器分离5s后，未收到天基遥测数据
1)发送天基遥控指令，利用遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式2；
2)判断遥测控系统工作模式2是否切换正确，若是，继续试验流程；若否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式2；
3)判断遥测控系统工作模式2是否切换正确，若是，继续试验流程；若否，则等待飞行试验结束。
3.天基遥测数据中执行系统数据异常
1)判断是否在允许发送执行系统OC指令时段，若否，继续试验流程，若是，发送执行系统OC指令；
2)判断执行系统遥测数据是否正常，若正常，则继续试验流程，若不正常，等待飞行试验结束。
4.天基遥测数据中目标探测系统数据异常
1)判断是否在允许发送探测系统OC指令时段，若否，继续试验流程，若是，发送探测系统OC指令；
2)判断目标探测系统遥测数据是否正常，若正常，则继续试验流程，若不正常，等待飞行试验结束。
5.进入地基数传段，遥测控系统工作模式未切换
1)发送天基遥控指令，利用遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式3；
2)判断遥测控系统工作模式3是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式3；
3)判断遥测控系统工作模式3是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，则等待飞行试验结束。
6.进入试验段2，地基功放未关闭
1)发送天基遥控指令，利用遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式4；
2)判断遥测控系统工作模式4是否切换正确及地基遥测、地基数传功放是否关闭，若均是，则继续试验流程，若出现一项为否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式4；
3)判断遥测控系统工作模式4是否切换正确及地基遥测、地基数传功放是否关闭，若均是，则继续试验流程，若出现一项为否，则等待飞行试验结束。
7.进入天基数传段，未收到天基数传数据
1)发送天基遥控指令，利用遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式5；
2)判断遥测控系统工作模式5是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式5；
3)判断遥测控系统工作模式5是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式6；
4)判断遥测控系统工作模式6是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式6；
5)判断遥测控系统工作模式6是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，则等待飞行试验结束。
8.工作模式6，未收到天基数传数据
1)发送天基遥控指令，利用遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式6；
2)判断遥测控系统工作模式6是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式6；
3)判断遥测控系统工作模式6是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式7；
4)判断遥测控系统工作模式7是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式7；
5)判断遥测控系统工作模式7是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，则等待飞行试验结束。
9.工作模式7，未收到天基数传数据
1)发送天基遥控指令，利用遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式7；
2)判断遥测控系统工作模式7是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式7；
3)判断遥测控系统工作模式7是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，发送天基遥控指令，利用遥控指令切换遥测控系统工作模式4；
4)判断遥测控系统工作模式4是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，重新发送天基遥控指令切换遥测控系统工作模式至模式4；
5)判断遥测控系统工作模式4是否切换正确，若是，则继续试验流程，若否，则等待飞行试验结束。
故障子时序设计
1故障子时序定义
表1 故障子时序定义
2故障子时序时间基准
故障子时序启动起止时间的时间基准表如表2所示：
表2 故障子时序时间基准表
序号 故障子时序编号 时间基准
1 A1 以基础级预计发射时刻为准
2 B1 以基础级实际发射时刻为准
3 C2 以上面级地面收到飞行器分离时刻为准
4 C3 以上面级地面收到飞行器分离时刻为准
5 C4 以上面级地面收到飞行器分离时刻为准
6 C5 以上面级地面收到飞行器分离时刻为准
7 C6 以上面级地面收到飞行器分离时刻为准
8 C7 以上面级地面收到飞行器分离时刻为准
9 D1 以飞行器地面接收到飞行器分离时刻为准
10 D2 以飞行器地面接收到飞行器分离时刻为准
3故障子时序启动条件
各级故障子时序的启动条件如下：
a)进入B1后，不再进入C2、C3、C4、C5、C6、C7、D1、D2；
b)在TA+5s～TA+3511s之内，C2与D1、D2，C3与D1、D2有重合时段，待先进入子时序执行完毕后方可执行下一个子时序(例如：此时满足D1启动条件，但正在执行C2，则需先等待C2执行完毕之后，若此时仍满足D1启动条件，方可执行D1)；
c)H(A1)：执行射前流程中，拔脱插后未发射，收到基础级中止发射指令；
d)H(B1)：地面未收到飞行器与上面级分离信号；在飞行器理论分离时间后405s开始执行B1；
e)H(C2)：该时刻未进入D1，且地面判断，未正常切换模式2；
f)H(C3)：该时刻未进入D1，地面通过天基遥测数据判断，未正常切换模式3；
g)H(C4)：地面通过天基遥测数据判断，未正常切换模式4；
h)H(C5)：地面通过天基遥测数据判断，未正常切换模式5；
i)H(C6)：未进入B1，地面通过天基数传段的遥测数据判断，未正常切换模式6；
j)H(C7)：地面通过天基数传段的遥测数据判断，未正常切换模式7；
k)H(D1)：条件1：地面判断，收到其它各系统遥测数据，但执行系统遥测数据异常。条件2：按照飞行器控制系统时标为准，在允许发射时段之内。同时满足上述条件1、2；
l)H(D2)：条件1：地面判断，收到其它各系统遥测数据，但探测系统遥测数据异常。条件2：按照飞行器控制系统时标为准，在允许发射时段之内。同时满足上述条件1、2；
m)在一个启动时段内只启动一次相应的故障子时序，如故障消除，则转入正常飞行时序；如故障未消除，则等待至下一个启动时段，判断是否符合启动相应的故障子时序的条件(如在允许发射时段之内，只启动一次故障子时序C2，如故障消除，则转入正常飞行时序；如故障未消除，则等待至下一个模式切换时段，判断是否符合故障子时序C3的启动条件)。
故障处理优先级：遥测控系统故障优先级最高、执行系统优先级次之、目标探测系统优先级最低。
下面通过一个具体实施例说明本发明。
本发明一实施例提供的一种空间飞行器故障处理方法的流程图。
本发明所示的一种空间飞行器故障处理方法，所述空间飞行器故障处理方法的时序分为I级故障子时序和II级故障子时序，其中所述I级故障子时序执行对象为测控资源或者地面，II级故障子时序执行对象为测控资源或者飞行器；所述I级故障子时序包括A类故障处理子时序、B类故障处理子时序、C类故障处理子时序和D类故障处理子时序，所述II级故障子时序包括E类故障处理子时序和F类故障处理子时序；
其中，A类故障处理子时序为中止发射故障的处理子时序，B类故障处理子时序为未确认飞行器分离故障处理子时序，C类故障处理子时序为遥测控系统工作模式切换故障处理子时序，D类故障处理子时序为有效载荷故障处理子时序；
所述C类故障处理子时序包括子时序C2、C3、C4、C5、C6、C7；所述D类故障处理子时序包括子时序D1和D2；
所述空间飞行器故障处理方法具体包括：
1)飞行器的正常飞行过程执行动作包括：拔脱插—发射—起飞—飞行器分离—地面确认飞行器分离—开始第一实时遥测接收、有效载荷开始工作—探测系统开始工作—停止第一实时遥测接收、开始地基数传—有效载荷结束工作—停止地基数传、开始第二实时遥测接收—开始天基数传、停止第二实时遥测数据接收—停止天基数传；
2)满足A故障条件时，执行A类故障处理子时序；
3)满足B故障条件时，执行B类故障处理子时序；
4)在第一实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C2故障条件，则进入子时序C2中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
5)在地基数传时间段内出现故障，并满足C3故障条件，则进入子时序C3中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
6)在第二实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C4故障条件，则进入子时序C4中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
7)在开始天基数传的第一时间段内出现故障，并满足C5故障条件，则进入子时序C5中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
8)在开始天基数传的第二时间段内出现故障，并满足C6故障条件，则进入子时序C6中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
9)在开始天基数传的第三时间段内出现故障，并满足C7故障条件，则进入子时序C7中进行处理；
在有效载荷开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D1故障条件，则分别进入子时序D1中进行处理，如果故障排除则执行后续动作，如果故障未排除则进入待机状态；
在探测系统开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D2故障条件，则进入子时序D2中进行处理，如果故障排除则继续执行后续动作，如果故障未排除则进入待机状态；
执行完A类故障处理子时序，就不执行B类故障处理子时序、C类故障处理子时序和D类故障处理子时序；执行完B类故障处理子时序，就不执行C类故障处理子时序和D类故障处理子时序；
C类故障处理子时序优先于D类故障处理子时序；
E类故障处理子时序和F类故障处理子时序分别嵌套在C类故障处理子时序和D类故障处理子时序中。
作为一种优选实施例，A类故障处理子时序以基础级预计发射时刻为准；
B类故障处理子时序以基础级实际发射时刻为准；
子时序C2至C7类、D1至D2以上面级地面收到飞行器分离时刻为准；
子时序C2对应时间段为开始第一实时遥测接收时刻至开始地基数传时刻；
子时序C3对应时间段为开始地基数传时刻至停止地基数传时刻；
子时序C4对应时间段为停止地基数传、开始第二实时遥测接收时刻至开始天基数传、停止第二实时遥测接收时刻；
子时序C5至子时序C7时间段为整个天基数传阶段；
子时序D1时间段为有效载荷开始工作时刻至有效载荷结束工作时刻；
子时序D2时间段为探测系统开始工作时刻至有效载荷结束工作时刻；
其中，第一实时遥测接收开始时刻与有效载荷开始工作时刻为同一时刻；C2与D1、D2，C3与D1、D2，D1与D2对应时间段均有重叠。
作为一种优选实施例，所述满足A故障条件时，执行A类故障处理子时序，包括：
若在预设飞行器发射状态信息接收时刻接收到飞行器发射故障信息，则向飞行器发送中止发射指令。
作为一种优选实施例，所述满足B故障条件时，执行B类故障处理子时序，包括：
若在预设飞行器分离状态信息接收时刻接收到飞行器未分离信息，则在接收到飞行器未分离信息达到第一预设时间段时向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
按预定时刻向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据，并等待。
作为一种优选实施例，所述在第一实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C2故障条件，则进入子时序C2中进行处理，包括：
若在预设天基遥测数据接收时间段内未接收到飞行器发送的天基遥测数据，则向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则等待。
作为一种优选实施例，所述在地基数传时间段内出现故障，并满足C3故障条件，则进入子时序C3中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式3，则向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据若否，则等待。
作为一种优选实施例，所述在在第二实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C4故障条件，则进入子时序C4中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式4，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则等待。
作为一种优选实施例，所述在天基数传的第一时间段内出现故障，并满足C5故障条件，则进入子时序C5中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式5，则向飞行器发送应急切换模式5指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式5指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式6的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式6的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则等待。
作为一种优选实施例，所述在天基数传第二时间段内出现故障，并满足C6故障条件，则进入子时序C6中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式6，则向飞行器发送应急切换模式6指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式6指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式7的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；若否，则向飞行器发送应急切换模式7的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则等待。
作为一种优选实施例，所述在天基数传的第三时间段内出现故障，并满足C7故障条件，则进入子时序C7中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式7，则发送应急切换7指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式7指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则等待。
作为一种优选实施例，所述在有效载荷开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D1故障条件，则进入子时序D1中进行处理，包括：
若在预设执行系统遥测数据接收时间段内未接收到飞行器发送的执行系统遥测数据，则判断是否已经进入不能发送OC指令的时段；
若否，则向飞行器发送执行系统OC指令，判断是否接收到飞行器发送的执行系统遥测数据，
若否，则等待。
作为一种优选实施例，在探测系统开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D2故障条件，则进入子时序D2中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器的探测系统遥测数据异常，则判断是否已经进入不能发送OC指令的时段；
若否，则向飞行器发送探测系统OC指令；
判断飞行器的探测系统的遥测数据是否正常；
若否，则等待。
本发明提供的一种空间飞行器的故障处理方法，其具有以下优点：1、本发明方法定义了指令、动作、OC指令、备保信号等的符号和表示方法，提出了一种适用于电动力绳任务的故障模式子时序判断方法和依据，为电动力绳飞行器试验提供了可靠保障。2、本发明方法进行了空间飞行器故障模式子时序分层，通过设置启动图与启动条件明确在不同故障下的遥控指令发送逻辑关系，并设置内外两级子时序来实现故障处理，填补了电动力绳飞行器的故障时序设计方法的空缺。总之，本发明给出了空间飞行器的故障处理方法，可实现对如电动力绳飞行器等空间飞行器的各种故障模式的处理。
需要说明的是，以下按照飞行器飞行时序绘制了故障应对措施流程图，由于应急切换模式指令2-7和执行系统OC指令、探测系统OC指令都是成组出现的，如图3所示，在主流程图中直接引用指令组。
应急切换模式2指令包括：发送进入模式指令-经过10s-发送模式指令2-经过10s-发送退出模式指令。
应急切换模式3指令包括：发送进入模式指令-经过10s-发送模式指令3-经过10s-发送退出模式指令。
应急切换模式4指令包括：发送进入模式指令-经过10s-发送模式指令4-经过10s-发送退出模式指令。
应急切换模式5指令包括：发送进入模式指令-经过10s-发送模式指令5-经过10s-发送退出模式指令。
应急切换模式6指令包括：发送进入模式指令-经过10s-发送模式指令6-经过10s-发送退出模式指令。
应急切换模式7指令包括：发送进入模式指令-经过10s-发送模式指令7-经过10s-发送退出模式指令。
执行系统OC指令包括：发送执行系统断电指令-经过10s-发送执行系统断电指令-经过10s-发送执行系统上电指令-经过10s-发送执行系统上电指令。
探测系统OC指令包括：发送探测系统断电指令-经过10s-发送探测系统断电指令-经过10s-发送探测系统上电指令-经过10s-发送探测系统上电指令。
故障处理优先级：遥测控系统故障优先级最高、执行系统优先级次之、目标探测系统优先级最低。
本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (12)

1.一种空间飞行器故障处理方法，其特征在于，所述空间飞行器故障处理方法的时序分为I级故障子时序和II级故障子时序，其中所述I级故障子时序执行对象为测控资源或者地面，II级故障子时序执行对象为测控资源或者飞行器；所述I级故障子时序包括A类故障处理子时序、B类故障处理子时序、C类故障处理子时序和D类故障处理子时序，所述II级故障子时序包括E类故障处理子时序和F类故障处理子时序；
其中，A类故障处理子时序为中止发射故障的处理子时序，B类故障处理子时序为未确认飞行器分离故障处理子时序，C类故障处理子时序为遥测控系统工作模式切换故障处理子时序，D类故障处理子时序为有效载荷故障处理子时序；
所述C类故障处理子时序包括子时序C2、C3、C4、C5、C6、C7；所述D类故障处理子时序包括子时序D1和D2；
所述空间飞行器故障处理方法具体包括：
1)飞行器的正常飞行过程执行动作包括：拔脱插—发射—起飞—飞行器分离—地面确认飞行器分离—开始第一实时遥测接收、有效载荷开始工作—探测系统开始工作—停止第一实时遥测接收、开始地基数传—有效载荷结束工作—停止地基数传、开始第二实时遥测接收—开始天基数传、停止第二实时遥测数据接收—停止天基数传；
2)满足A故障条件时，执行A类故障处理子时序；
3)满足B故障条件时，执行B类故障处理子时序；
4)在第一实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C2故障条件，则进入子时序C2中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
5)在地基数传时间段内出现故障，并满足C3故障条件，则进入子时序C3中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
6)在第二实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C4故障条件，则进入子时序C4中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
7)在开始天基数传的第一时间段内出现故障，并满足C5故障条件，则进入子时序C5中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
8)在开始天基数传的第二时间段内出现故障，并满足C6故障条件，则进入子时序C6中进行处理，如果故障排除则进入下一步，如果故障未排除则进入待机状态；
9)在开始天基数传的第三时间段内出现故障，并满足C7故障条件，则进入子时序C7中进行处理；
在有效载荷开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D1故障条件，则分别进入子时序D1中进行处理，如果故障排除则执行后续动作，如果故障未排除则进入待机状态；
在探测系统开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D2故障条件，则进入子时序D2中进行处理，如果故障排除则继续执行后续动作，如果故障未排除则进入待机状态；
执行完A类故障处理子时序，就不执行B类故障处理子时序、C类故障处理子时序和D类故障处理子时序；执行完B类故障处理子时序，就不执行C类故障处理子时序和D类故障处理子时序；
C类故障处理子时序优先于D类故障处理子时序；
E类故障处理子时序和F类故障处理子时序分别嵌套在C类故障处理子时序和D类故障处理子时序中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，A类故障处理子时序以基础级预计发射时刻为准；
B类故障处理子时序以基础级实际发射时刻为准；
子时序C2至C7类、D1至D2以上面级地面收到飞行器分离时刻为准；
子时序C2对应时间段为开始第一实时遥测接收时刻至开始地基数传时刻；
子时序C3对应时间段为开始地基数传时刻至停止地基数传时刻；
子时序C4对应时间段为停止地基数传、开始第二实时遥测接收时刻至开始天基数传、停止第二实时遥测接收时刻；
子时序C5至子时序C7时间段为整个天基数传阶段；
子时序D1时间段为有效载荷开始工作时刻至有效载荷结束工作时刻；
子时序D2时间段为探测系统开始工作时刻至有效载荷结束工作时刻；
其中，第一实时遥测接收开始时刻与有效载荷开始工作时刻为同一时刻；C2与D1、D2，C3与D1、D2，D1与D2对应时间段均有重叠。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述满足A故障条件时，执行A类故障处理子时序，包括：
若在预设飞行器发射状态信息接收时刻接收到飞行器发射故障信息，则向飞行器发送中止发射指令。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述满足B故障条件时，执行B类故障处理子时序，包括：
若在预设飞行器分离状态信息接收时刻接收到飞行器未分离信息，则在接收到飞行器未分离信息达到第一预设时间段时向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
按预定时刻向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据，并等待。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C2故障条件，则进入子时序C2中进行处理，包括：
若在预设天基遥测数据接收时间段内未接收到飞行器发送的天基遥测数据，则向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式2指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则等待。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在地基数传时间段内出现故障，并满足C3故障条件，则进入子时序C3中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式3，则向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式3指令；
判断是否接收到飞行器发送的地基数传数据；
若否，则等待。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在第二实时遥测接收时间段内出现故障，并满足C4故障条件，则进入子时序C4中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式4，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则等待。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在天基数传的第一时间段内出现故障，并满足C5故障条件，则进入子时序C5中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式5，则向飞行器发送应急切换模式5指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式5指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式6的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式6的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；若否，则等待。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在天基数传第二时间段内出现故障，并满足C6故障条件，则进入子时序C6中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式6，则向飞行器发送应急切换模式6指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式6指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式7的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；若否，则向飞行器发送应急切换模式7的指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则等待。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在天基数传的第三时间段内出现故障，并满足C7故障条件，则进入子时序C7中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器未正常切换模式7，则发送应急切换7指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式7指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基数传数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送器发送的天基遥测数据；
若否，则向飞行器发送应急切换模式4指令；
判断是否接收到飞行器发送的天基遥测数据；
若否，则等待。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在有效载荷开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D1故障条件，则进入子时序D1中进行处理，包括：
若在预设执行系统遥测数据接收时间段内未接收到飞行器发送的执行系统遥测数据，则判断是否已经进入不能发送OC指令的时段；
若否，则向飞行器发送执行系统OC指令，判断是否接收到飞行器发送的执行系统遥测数据，
若否，则等待。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在探测系统开始工作至有效载荷结束工作时间段内如果出现故障，并满足D2故障条件，则进入子时序D2中进行处理，包括：
若在接收到飞行器发送的运行数据后，根据所述运行数据判断获知飞行器的探测系统遥测数据异常，则判断是否已经进入不能发送OC指令的时段；
若否，则向飞行器发送探测系统OC指令；
判断飞行器的探测系统的遥测数据是否正常；
若否，则等待。
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