CN112278327A - 一种卫星姿控异常识别和处置系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星姿控异常识别和处置系统及控制方法，该系统包括：用于确定接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常后，对卫星姿控异常信息进行处置；否则，将卫星姿控异常信息发送至分系统异常检测及处置模块的单机异常检测及处置模块；用于确定接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常后，对卫星姿控异常信息进行处置；否则，将卫星姿控异常信息发送至系统异常检测及处置模块的分系统异常检测及处置模块；用于根据接收到卫星姿控异常信息，对卫星姿控异常信息进行处置的系统异常检测及处置模块。该系统可以系统性地进行异常识别和处置，在不同层级进行不同的异常处置，可以最大限度保障卫星在轨安全、服务质量和长期寿命。

Description

一种卫星姿控异常识别和处置系统及控制方法

技术领域

本发明实施例涉及卫星姿态控制技术，尤其涉及一种卫星姿控异常识别和处置系统及控制方法。

背景技术

现代航天器大多结构复杂，工作环境恶劣，运行时间长，在轨工作过程中极易发生故障。一旦发生故障，若不采取积极有效的措施进行应对，很可能导致航天任务失败，从而带来巨大的资源浪费和不利的社会影响。

作为构成卫星的各个分系统中最关键也是最复杂的一个分系统，卫星姿态控制系统的可靠性是星上多个分系统正常运行的基本保障。如遥测遥控分系统要实现与地面站的通信，要求天线指向正确的位置；能源分系统要保障正常的电力供应，要求太阳帆板跟踪太阳；对于对地观测卫星而言，有效载荷的正常工作要求卫星进行高精度高稳定度姿态控制。因此，卫星在轨期间，针对姿控系统的异常自主识别及处置非常重要。

现有技术中，可以采用如下方法实现对各类别及各具体敏感器的自主诊断： (1)获取卫星单机和分系统历史观测数据；所述历史观测数据为遥测数据；(2) 采用卫星单机和分系统历史观测数据构建训练集，对深度学习模型进行训练，得到该单机和分系统的卫星故障深度学习模型；(3)采用卫星故障深度学习模型对实时采集的在轨观测数据进行预测，得到下一个帧的预测结果；(4)获取下一帧的实际测量数据，将其与预测结果比较，得到预测误差；(5)判断预测误差是否连续N次超出预设的范围，是，则根据比较结果进行故障诊断；否则，重复步骤(3)～(5)。

但是，现有技术采用的识别异常的方法需要建立复杂的故障深度学习模型，开展海量数据训练，耗时长运算量大，并不适合于现有架构下运算能力受限的一般航天器，尤其是成本控制要求严苛的商业微小卫星。

发明内容

本发明提供一种卫星姿控异常识别和处置系统及控制方法，以实现系统性地进行异常识别和处置，在不同层级进行不同的异常处置，最大限度保障卫星在轨安全、服务质量和长期寿命。

第一方面，本发明实施例提供了一种卫星姿控异常识别和处置系统，包括：依次连接的单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块；

所述单机异常检测及处置模块用于：

确定接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；

所述分系统异常检测及处置模块用于：

确定接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；

所述系统异常检测及处置模块用于：

根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法，所述方法用于控制卫星姿控异常识别和处置系统，所述系统包括单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块，所述方法包括：

所述单机异常检测及处置模块根据接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置；

否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；

所述分系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置；

否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；

所述系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。

本发明提供的一种卫星姿控异常识别的处置系统包括：依次连接的单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块；所述单机异常检测及处置模块用于：确定接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；所述分系统异常检测及处置模块用于：确定接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；所述系统异常检测及处置模块用于：根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。解决了现有技术中识别异常需要建立复杂的故障深度学习模型，开展海量数据训练，耗时长运算量大的问题，实现系统性地进行异常识别和处置，在不同层级进行不同的异常处置，最大限度保障卫星在轨安全、服务质量和长期寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种卫星姿控异常识别和处置系统的示意图；

图2为本发明实施例三提供的一种卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法的流程图；

图3为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种卫星姿控异常识别和处置系统的示意图，本实施例可适用于，该系统可以适用于在卫星姿控系统出现异常的情况，提高异常识别和处置效率。该系统可以通过软件和/或硬件实现，并一般集成在卫星系统中。

该系统具体包括：依次连接的单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块；所述单机异常检测及处置模块用于：确定接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；所述分系统异常检测及处置模块用于：确定接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；所述系统异常检测及处置模块用于：根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。

具体地，单机异常检测及处置模块可以用于对单机异常进行检测判断和处置，分系统异常检测及处置模块可以用于对分系统异常进行检测判断和处置，系统异常检测及处置模块可以用于对系统异常进行检测判断和处置。单机异常检测及处置模块在接收到卫星姿控异常信息后，单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块可以依次对卫星姿控异常信息进行检测判断，直至确定卫星姿控异常信息的异常类型。确定异常类型之后，可以基于单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块或者系统异常检测及处置模块对上述卫星姿控异常信息进行处置。

本实施例的技术方案，提供一种卫星姿控异常识别和处置系统，包括：依次连接的单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块；所述单机异常检测及处置模块用于：确定接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；所述分系统异常检测及处置模块用于：确定接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；所述系统异常检测及处置模块用于：根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。解决了现有技术中识别异常需要建立复杂的故障深度学习模型，开展海量数据训练，耗时长运算量大的问题，实现依次按照单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块系统性地进行异常识别和处置，在不同层级进行不同的异常处置，最大限度保障卫星在轨安全、服务质量和长期寿命。

实施例二

本实施例是在上述实施例的基础上进行具体化。在本实施例中，该系统可以包括：依次连接的单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块；所述单机异常检测及处置模块用于：确定接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；所述分系统异常检测及处置模块用于：确定接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；所述系统异常检测及处置模块用于：根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。

一种实施方式中，所述单机异常检测及处置模块具体用于：

根据单机的供电异常状态、通信异常状态、数据异常状态和控制异常状态至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常。

具体地，当异常类型包括单机异常时，单机异常可以包括供电状态异常、通信状态异常、数据状态异常和控制状态异常等。其中，供电状态异常可以包括单机过流和单机掉电，通信状态异常可以包括通信终端、包头丢失、校验异常和应答超时，数据状态异常可以包括数据固定、范围超出和数据跳变，控制状态异常可以包括轮子卡死、拒绝响应、转速超速和工作失效。

单机异常检测及处置模块可以通过供电遥测、通信数据、单机间互判，实时监测单机的状态，当检测到上述供电异常状态、通信异常状态、数据异常状态和控制异常状态至少之一时，可以确定卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常。

当单机异常检测及处置模块检测到电流监测值超出阈值和非常值时，确定单机异常类型为供电状态异常中的单机过流，风险等级为二级，处置方法为置单机故障，并保持断电，有备份时切至备份，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到电压监测值掉到0附近，且电流值接近0时，确定单机异常类型为供电状态异常中的单机掉电，风险等级为一级，处置方法为单机断电重启，如3次重启后仍异常则置故障(掉电异常)，保持断电，有备份时切至备份，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到通信持续无应答时，确定单机异常类型为通信状态异常中的通信中断，风险等级为一级，处置方法为持续10秒无应答后，单机断电重启，如3次重启后仍异常则置故障(通信异常)并保持断电，有备份时切至备份，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到通信有应答但无法找出特征包头时，确定单机异常类型为通信状态异常中的包头丢失，风险等级为一级，处置方法为持续10秒无包头后，单机断电重启，如 3次重启后仍异常则置故障(包头丢失)并保持断电，有备份时切至备份，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到通信有应答有包头，但数据校验不通过时，确定单机异常类型为通信状态异常中的校验异常，风险等级为一级，处置方法为持续10秒校验错误后，单机断电重启，如3次重启后仍异常则置故障(校验异常)并保持断电，有备份时切至备份，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到通信有正常应答，但应答间隔超出范围时，确定单机异常类型为通信状态异常中的应答超时，风险等级为一级，处置方法为立单机通信超时标志，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到通信有正常应答，但测量数据保持固定时，确定单机异常类型为数据状态异常中的数据固定，风险等级为一级，处置方法为持续10秒数据固定后，单机断电重启，如3次重启后仍异常则置故障(数据固定)并保持断电，有备份时切至备份，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到通信有正常应答，但测量数据超出正常范围时，确定单机异常类型为数据状态异常中的范围超出，风险等级为一级，处置方法为立数据无效标志，持续10秒超出后，单机断电重启，如3次重启后仍异常则置故障(测量异常)并保持断电，有备份时切至备份，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到通信有正常应答，但测量数据前后拍差值超过根据单机或卫星特性给出的最大阈值时，确定单机异常类型为数据状态异常中的数据跳变，风险等级为一级，处置方法为立数据无效标志，持续10秒跳变后，单机断电重启，如3次重启后仍异常则置故障(测量异常)并保持断电，有备份时切至备份，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到通信有正常应答，转速为0或附近值，但电流接近堵转状态值时，确定单机异常类型为控制状态异常中的轮子卡死，风险等级为二级，处置方法为持续3秒异常后，轮子断电重启，如3次重启后仍异常则置故障(卡死故障)保持断电，启用备份轮进行控制。如无备份轮可用，则交由分系统级轮控异常处置策略进行重构，采用其它控制模式，减少轮子使用数量，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到通信有正常应答，电流正常，但不响应控制指令，转速保持不变时，确定单机异常类型为控制状态异常中的拒绝响应，风险等级为二级，处置方法为持续10秒异常后，轮子断电重启，并切换通信总线，如3 次重启后仍异常则置故障(拒绝响应)保持断电，启用备份轮进行控制，如各轴飞轮同时均出现异常，则交由分系统级轮控异常处置策略进行处置，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到通信有正常应答，电流正常，但转速超出正常值范围时，确定单机异常类型为控制状态异常中的转速超速，风险等级为二级，处置方法为持续3秒异常后，轮子断电重启，如3次重启后仍异常则置故障(转速超速)保持断电，启用备份轮进行控制。如无备份轮可用，则交由分系统级轮控异常处置策略进行重构，采用其它控制模式，减少轮子使用数量，并基于上述方法对单机异常进行处置；当单机异常检测及处置模块检测到磁力矩器电压正常，响应正常，但工作电流为0，或三轴稳定对地情况下动量轮转速持续上升，超出警戒阈值时，确定单机异常类型为控制状态异常中的工作失效，风险等级为二级，处置方法为发现异常后，对磁力矩器单机或驱动电路进行重启，如3次重启后电流仍异常则置故障，启用备份磁棒，或采用喷气进行卸载，并基于上述方法对单机异常进行处置。

需要说明的是，风险等级可以根据实际情况进行预设。

一种实施方式中，所述单机包括：星敏感器、陀螺、太阳敏感器、磁强计、动量轮和磁力矩器，所述单机异常类型包括：供电异常、通信异常、数据异常和控制异常；所述单机异常检测及处置模块具体用于：基于至少一个所述单机包括至少一个所述单机异常类型，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常。

具体地，当至少一个单机包括供电状态异常、通信状态异常、数据状态异常和控制状态异常中至少一个时，确定异常类型可以包括单机异常。

另外，当单机包括磁强计和太阳敏感器，且磁强计与太阳敏感器单点故障时，除可用备份单机作为备份手段外，还可在全球导航卫星系统(Global Navigation SatelliteSystem，GNSS)或者星敏感器有效时，利用地磁场模型和太阳星历反算方法作为备份。

一种实施方式中，所述分系统异常检测及处置模块具体用于：在所述单机异常检测及处置模块确定所述卫星姿控异常信息的异常类型不包括单机异常之后，根据所述单机的异常状态和敏感器解算结果异常至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常。

具体地，单机异常检测及处置模块对卫星姿控异常信息进行判断，判定其不属于单机异常之后，单机异常检测及处置模块可以将卫星姿控异常信息发送至分系统异常检测及处置模块，分系统异常检测及处置模块可以根据单机的异常状态和敏感器解算结果异常至少之一，确定卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常。

其中，分系统异常检测及处置模块可以通过单机异常状态、敏感器的解算结果，识别分系统层面异常，根据容错策略或重构策略进行处置。

一种实施方式中，所述分系统异常检测及处置模块还用于：若所述卫星姿控异常信息包括姿态基准丢失和定姿结果冲突，则确定所述分系统异常包括姿态确定异常；若所述卫星姿控异常信息包括过程数值异常和解算输出异常，则确定所述分系统异常包括控制解算异常；若所述卫星姿控异常信息包括执行部件异常和姿控结果异常，则确定所述分系统异常包括执行输出异常。

具体地，基于各类定姿方法均异常，持续处于陀螺积分或无定姿状态，可以确定分系统异常包括姿态基准丢失；基于不同敏感器或组合定姿方法，解算得出的结果不同，可以确定分系统异常包括定姿结果冲突；基于计算过程关键参数或变量数值异常，可以确定分系统异常包括过程数值异常；基于解算结果奇异或超出合理范围，可以确定分系统异常包括解算输出异常；基于多个动量轮掉电/不响应指令/卡死/超速或处于故障断电状态，可以确定分系统异常包括执行部件异常；基于姿态角速度发散、动量轮转速过高，可以确定分系统异常包括姿控结果异常。

另外，当分系统异常检测及处置模块检测到各类定姿方法均异常，持续处于陀螺积分或无定姿状态时，确定分系统异常类型为姿态确定异常中的姿态基准丢失，风险等级为二级，处置方法为陀螺积分超出有效时间后，强制对星敏感器、太阳敏感器、磁强计、GNSS分别进行重启，如3次重启后仍处于无定姿状态，则进入阳照区一段时间后，如太阳敏感器工作正常，则依次循环绕X、Z 轴转动，尝试搜索对日，如太阳敏感器全部断电异常则循环重启尝试恢复，并基于上述方法对分系统异常进行处置；当分系统异常检测及处置模块检测到不同敏感器或组合定姿方法，解算得出的结果不同时，确定分系统异常类型为姿态确定异常中的定姿结果冲突，风险等级为二级，处置方法为通过三取二表决，确定解算异常的敏感器，持续异常10秒后，相应单机断电重启，如3次重启后仍异常则置故障(测量偏差)并保持断电，若可比对的其它测量途径有且仅有一个，不满足三取二条件，则持续异常10秒后，交替重启当前敏感器与第二种测量方式，如3次重启后仍异常则置可信度低的敏感器故障(测量偏差)并保持断电，并基于上述方法对分系统异常进行处置；当分系统异常检测及处置模块检测到计算过程对于关键参数或变量数值检查发现数值超出正常范围或出现奇异值时，确定分系统异常类型为控制解算异常中的过程数值异常，风险等级为二级，处置方法包括：第一，代码开发时，对于关键参数或变量数值尽量都进行三取二写入/写出保护，避免受单粒子影响出现奇异，第二，对于不便进行三取二保护的中间变量，一旦发现奇异，则上级函数自动重新解算，第三，对于两次重算仍不能解决的情况，自动将输出值约束为默认值，并立解算异常标志。磁控和喷气输出默认为0，动量轮保持之前转速，第四，持续超过100S后，立姿控异常申请切机标志，并基于上述方法对分系统异常进行处置；当分系统异常检测及处置模块检测到检查发现，控制解算结果，数值超出正常范围或出现奇异值时，确定分系统异常类型为控制解算异常中的解算输出异常，风险等级为二级，处置方法为磁控和喷气输出默认为0，动量轮保持之前转速，持续超过100S后，立姿控异常申请切机标志，并基于上述方法对分系统异常进行处置；当分系统异常检测及处置模块检测到多个动量轮掉电/不响应指令/卡死/ 超速或处于故障断电状态时，确定分系统异常类型为执行输出异常中的执行部件异常，风险等级为二级，处置方法包括如下重构方案：第一，仅Y和斜装轮故障时，使用X和Z轴动量轮+磁控，构成磁补偿模式，第二，Y故障且其它轴故障大于1个时，关闭所有动量轮，使用纯磁控对日模式，第三，Y轮未故障且其它轴故障大于1个时，关闭其它动量轮，使用Y轴+磁控构成偏置控制模式，并基于上述方法对分系统异常进行处置；当分系统异常检测及处置模块检测到姿态角速度发散，动量轮转速过高时，确定分系统异常类型为执行输出异常中的姿控结果异常，风险等级为三级，处置方法包括：第一，姿态角速度发散时，动量轮、喷气控制停控，进入磁阻尼和磁卸载模式，第二，动量轮转速过高时，对磁控部组件进行重启，切备份，第三，有喷气时，采用喷气对动量轮进行卸载，并基于上述方法对分系统异常进行处置。

一种实施方式中，所述系统异常检测及处置模块具体用于：在所述单机异常检测及处置模块和所述分系统异常检测及处置模块分别确定所述卫星姿控异常信息的异常类型不包括单机异常类型和分系统异常类型之后，根据分系统异常状态、姿控结果异常和整星能源恶化至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括系统异常。

具体地，系统异常检测及处置模块可以通过分系统异常状态、姿控结果异常和整星能源情况识别系统层面异常，对姿控引起的异常进行处置。

一种实施方式中，所述系统异常检测及处置模块还用于：若所述系统异常的类型包括异常申请切机、无遥测数据、遥测数据死数和姿态持续超差，则基于切机或复位重启姿控终端对所述卫星姿控异常信息进行处理。

具体地，当系统异常检测及处置模块检测到姿控计算机在遥测中主动申请切机时，确定系统异常类型为异常申请切机，风险等级为三级，并基于上述处置方法对系统异常进行处置；当系统异常检测及处置模块检测到姿控计算机未按约定周期给出遥测数据，指令无响应时，确定系统异常类型为无遥测数据，风险等级为三级，并基于上述处置方法对系统异常进行处置；当系统异常检测及处置模块检测到姿控计算机有遥测数据，但帧循环计数固定不变时，确定系统异常类型为遥测数据死数，风险等级为三级，并基于上述处置方法对系统异常进行处置。

一种实施方式中，所述系统异常检测及处置模块还用于：

若所述系统异常的类型包括整星能源恶化，则基于切机或复位重启姿控终端、关闭非必要单机和优先使用低功耗部件对所述卫星姿控异常信息进行处理。

具体地，当系统异常检测及处置模块检测到非阻尼模式下，整星姿态持续偏离预期姿态，持续300S以上时，确定系统异常类型为姿态持续超差，风险等级为三级，并基于上述处置方法对系统异常进行处置；当系统异常检测及处置模块检测到整星能源持续下跌，降至安全水平以下时，确定系统异常类型为整星能源恶化，风险等级为四级，并基于上述处置方法对系统异常进行处置。

本实施例的技术方案，提供一种卫星姿控异常识别和处置系统，包括：依次连接的单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块；所述单机异常检测及处置模块用于：确定接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；所述分系统异常检测及处置模块用于：确定接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；所述系统异常检测及处置模块用于：根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。解决了现有技术中识别异常需要建立复杂的故障深度学习模型，开展海量数据训练，耗时长运算量大的问题，实现依次按照单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块系统性地进行异常识别和处置，在不同层级进行不同的异常处置，最大限度保障卫星在轨安全、服务质量和长期寿命。

本技术方案充分考虑了卫星姿控系统在轨的各种异常模式，针对各类单机部件(敏感器、执行器)和系统异常可能引起的姿控异常问题，构建了系统性的故障识别、区分和定位方案，针对不同故障类型和严重程度，按照单机、分系统、系统多个层面，逐层进行自主故障处置和系统恢复。另外，对于故障处置而言，本系统采取的细化分层处置方法，对于轻微故障、简单原因导致的姿态异常，可自动在单机和分系统层面进行处置，避免采取激烈处置动作，最大限度保证卫星连续平稳的处于业务模式下。为避免单机和分系统级的故障模式识别处置措施，可能对于不同类型卫星存在的不适用或不完善情况，本系统在系统级层面采用独立逻辑，从宏观角度识别姿控异常问题，通过强有效的各类措施，最大限度保障卫星在轨安全。

实施例三

图2为本发明实施例三提供的一种卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法的流程图，所述方法用于控制卫星姿控异常识别和处置系统，所述系统包括单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块，如图2所示，所述方法包括：

步骤210、所述单机异常检测及处置模块根据接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置；

步骤220、否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；

步骤230、所述分系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置；

步骤240、否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；

步骤250、所述系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。

本实施例的技术方案，提供一种卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法，该方法包括：所述单机异常检测及处置模块根据接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；所述分系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；所述系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。解决了现有技术中识别异常需要建立复杂的故障深度学习模型，开展海量数据训练，耗时长运算量大的问题，实现依次按照单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块系统性地进行异常识别和处置，在不同层级进行不同的异常处置，最大限度保障卫星在轨安全、服务质量和长期寿命。

一种实施方式中，在步骤210之前，还包括：

所述单机异常检测及处置模块根据单机的供电异常状态、通信异常状态、数据异常状态和控制异常状态至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常。

在步骤230之前，还包括：

根据所述单机的异常状态和敏感器解算结果异常至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常；

在步骤250之前，还包括：

根据分系统的异常状态、姿控结果异常和整星能源恶化至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括系统异常。

本发明实施例所提供的卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法可控制本发明任意实施例所提供的卫星姿控异常识别和处置系统，具备控制系统相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图3为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图，如图3所示，该设备包括处理器310和存储器320；设备中处理器310的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器310为例；设备中的处理器310和存储器320可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器320作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法对应的程序指令/模块。处理器310通过运行存储在存储器320中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法。

存储器320可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器320可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器320可进一步包括相对于处理器310 远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本发明实施例提供的设备可以执行上述实施例提供的卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法，具备相应的功能和有益效果。

实施例五

本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法，该方法包括：

所述单机异常检测及处置模块根据接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置；

否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；

所述分系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置；

否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；

所述系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。

当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法中的相关操作.

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器 (Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述卫星姿控异常识别和处置系统的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种卫星姿控异常识别和处置系统，其特征在于，包括：依次连接的单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块；

所述单机异常检测及处置模块用于：

确定接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；

所述分系统异常检测及处置模块用于：

确定接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常后，对所述卫星姿控异常信息进行处置；否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；

所述系统异常检测及处置模块用于：

根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。

2.根据权利要求1所述的卫星姿控异常识别和处置系统，其特征在于，所述单机异常检测及处置模块具体用于：

根据单机的供电异常状态、通信异常状态、数据异常状态和控制异常状态至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常。

3.根据权利要求2所述的卫星姿控异常识别和处置系统，其特征在于，所述单机包括：星敏感器、陀螺、太阳敏感器、磁强计、动量轮和磁力矩器，所述单机异常类型包括：供电异常、通信异常、数据异常和控制异常；

所述单机异常检测及处置模块具体用于：

基于至少一个所述单机包括至少一个所述单机异常类型，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常。

4.根据权利要求1所述的卫星姿控异常识别和处置系统，其特征在于，

所述分系统异常检测及处置模块具体用于：

在所述单机异常检测及处置模块确定所述卫星姿控异常信息的异常类型不包括单机异常之后，根据所述单机的异常状态和敏感器解算结果异常至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常。

5.根据权利要求4所述的卫星姿控异常识别和处置系统，其特征在于，所述分系统异常检测及处置模块还用于：

若所述卫星姿控异常信息包括姿态基准丢失和定姿结果冲突，则确定所述分系统异常包括姿态确定异常；

若所述卫星姿控异常信息包括过程数值异常和解算输出异常，则确定所述分系统异常包括控制解算异常；

若所述卫星姿控异常信息包括执行部件异常和姿控结果异常，则确定所述分系统异常包括执行输出异常。

6.根据权利要求1所述的卫星姿控异常识别和处置系统，其特征在于，所述系统异常检测及处置模块具体用于：

在所述单机异常检测及处置模块和所述分系统异常检测及处置模块分别确定所述卫星姿控异常信息的异常类型不包括单机异常类型和分系统异常类型之后，根据分系统异常状态、姿控结果异常和整星能源恶化至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括系统异常。

7.根据权利要求6所述的卫星姿控异常识别和处置系统，其特征在于，所述系统异常检测及处置模块还用于：

若所述系统异常的类型包括异常申请切机、无遥测数据、遥测数据死数和姿态持续超差，则基于切机或复位重启姿控终端对所述卫星姿控异常信息进行处理。

8.根据权利要求6所述的卫星姿控异常识别和处置系统，其特征在于，所述系统异常检测及处置模块还用于：

若所述系统异常的类型包括整星能源恶化，则基于切机或复位重启姿控终端、关闭非必要单机和优先使用低功耗部件对所述卫星姿控异常信息进行处理。

9.一种卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法，其特征在于，所述方法用于控制卫星姿控异常识别和处置系统，所述系统包括单机异常检测及处置模块、分系统异常检测及处置模块和系统异常检测及处置模块，所述方法包括：

所述单机异常检测及处置模块根据接收到卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置；

否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述分系统异常检测及处置模块；

所述分系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置；

否则，将所述卫星姿控异常信息发送至所述系统异常检测及处置模块；

所述系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置。

10.根据权利要求9所述的卫星姿控异常识别和处置系统的控制方法，其特征在于，在所述单机异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置之前，还包括：

所述单机异常检测及处置模块根据单机的供电异常状态、通信异常状态、数据异常状态和控制异常状态至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括单机异常；

在所述分系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常，对所述卫星姿控异常信息进行处置之前，还包括：

根据所述单机的异常状态和敏感器解算结果异常至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括分系统异常；

在所述系统异常检测及处置模块根据接收到所述卫星姿控异常信息，对所述卫星姿控异常信息进行处置之前，还包括：

根据分系统的异常状态、姿控结果异常和整星能源恶化至少之一，确定所述卫星姿控异常信息的异常类型包括系统异常。

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