一種衛星姿態確定系統硬件可重構性度量方法
【專利摘要】本發明提供了一種衛星姿態確定系統硬件可重構性度量方法。所述方法針對星載冗余傳感器配置情況下，以功能模塊為最小重構單元，針對姿態確定系統，分析兩個功能模塊同時發生故障情形時的系統硬件可重構性，并給出了硬件可重構判據及可重構度計算方法。本發明為衛星姿態確定系統硬件可重構性分析和評估提供了實施手段；針對由共用功能模塊和獨立功能模塊組成的多傳感器配置系統，同時發生兩個功能模塊故障情況下，為系統硬件切換提供有效的評估依據。
【專利說明】一種衛星姿態確定系統硬件可重構性度量方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于航天器控制【技術領域】，尤其是涉及一種衛星姿態確定系統硬件可重構性度量方法。
【背景技術】
[0002]隨著空間科學技術的快速發展，航天器在軌運行可靠性日益受到重視。在軌衛星長時間工作在真空、失重、高低溫和強輻射的環境下，任務多樣化和復雜程度的日益增加使得對于衛星控制系統可靠性的要求越來越高，但是受重量和成本的限制，出現的故障并不能完全依靠硬件冗余解決，如何充分利用星載資源實現在軌可重構以確保衛星任務的正常實施和在軌可靠運行已成為當前發展趨勢。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提出了一種衛星姿態確定系統硬件可重構性度量方法。
[0004]為解決上述技術問 題，本發明所采用的技術方案是:
[0005]一種衛星姿態確定系統硬件可重構性度量方法，包括衛星姿態確定系統硬件可重構的判據和可重構度計算；具體如下:
[0006]A，衛星姿態確定系統硬件可重構的判據為:
[0007]衛星姿態確定系統中同時發生兩個功能模塊故障情況下，如果:
[0008]rank (CT, AtCt, (A2) TCT, (A3) TCT, (A4) TCT, (A5) TCT) T=6
[0009]則衛星角度、角速度測量值均可獲得，判定衛星姿態確定系統硬件可重構；
[0010]如果:
[0011 ] rank (CT, AtCt, (A2) TCT, (A3) TCT, (A4) TCT, (A5) TCT)T 關 6
[0012]則衛星角度、角速度測量值不能全部獲得，判定衛星姿態確定系統硬件不可重構；其中，rank(.)為矩陣求秩運算，矩陣A、C分別為系統狀態矩陣和觀測陣，(.)τ為矩陣轉
置運算；
[0013]B，衛星姿態確定系統硬件可重構度計算:
[0014]衛星姿態確定系統中同時發生兩個功能模塊故障情況下，硬件可重構度記為R2,系統中同時發生兩個功能模塊故障的個數記為V2，根據可重構性判據，在同時發生兩個功
n
能模塊故障情況下，系統可硬件重構的故障個數記為n2，則:R2 =:。
[0015]本發明的有益效果是:本發明提供了一種衛星姿態確定系統硬件可重構性度量方法。所述方法針對星載冗余傳感器配置情況下，以功能模塊為最小重構單元，針對姿態確定系統，分析兩個功能模塊同時發生故障情形時的系統硬件可重構性，并給出了硬件可重構判據及可重構度計算方法。本發明為衛星姿態確定系統硬件可重構性分析和評估提供了實施手段；針對由共用功能模塊和獨立功能模塊組成的多傳感器配置系統，同時發生兩個功能模塊故障情況下，為系統硬件切換提供有效的評估依據。
【具體實施方式】
[0016]下面對本發明提出的一種衛星姿態確定系統硬件可重構性度量方法進行詳細說明:
[0017]本發明實施例衛星姿態確定系統硬件組成包括:3個星敏感器、2個太陽敏感器、2個紅外地平儀、6個陀螺組合部件。各部件的內部功能模塊如下:太陽敏感器的內部功能模塊包括電源、滾動探頭、俯仰探頭、線路，各功能模塊相互獨立；星敏感器和紅外地平儀的內部功能模塊包括電源、探頭、線路，各功能模塊相互獨立。6陀螺配置的內部功能模塊包括電源、表頭和輸出。6陀螺組合部件共用2個電源功能模塊，表頭和輸出功能模塊各自獨立。用IH1表示太陽敏感器個數，m2表示紅外地平儀個數，m3表示星敏感器個數，m4表示陀螺組合部件輸出通道數，m表示陀螺組合部件電源功能模塊個數，則有mi=2，m2=2, m3=3, m4=6, m=2。下面針對以上配置開展基于兩個功能模塊同時發生故障情形下的姿態確定分系統可重構度量指標的計算與分析。
[0018]I)衛星姿態控制系統描述
[0019]對于衛星姿態控制系統 其中:
【權利要求】
1.一種衛星姿態確定系統硬件可重構性度量方法，其特征在于，包括衛星姿態確定系統硬件可重構的判據和可重構度計算；具體如下: A，衛星姿態確定系統硬件可重構的判據為: 衛星姿態確定系統中同時發生兩個功能模塊故障情況下，如果: rank (CT, AtCt, (A2)tCt, (A3)tCt, (A4)tCt, (A5)tCt)t=6 則衛星角度、角速度測量值均可獲得，判定衛星姿態確定系統硬件可重構； 反之，則衛星角度、角速度測量值不能全部獲得，判定衛星姿態確定系統硬件不可重構；其中，rank(.)為矩陣求秩運算，矩陣A、C分別為系統狀態矩陣和觀測陣，(.)τ為矩陣轉置運算； B，衛星姿態確定系統硬件可重構度計算: 衛星姿態確定系統中同時發生兩個功能模塊故障情況下，硬件可重構度記為R2,系統中同時發生兩個功能模塊故障的個數記為V2，根據可重構性判據，在同時發生兩個功能模 塊故障情況下，系統硬件可重構的故障個數記為n2，則
【文檔編號】G05D1/08GK103439974SQ201310366865
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】程月華, 姜斌, 楊浩, 祁海銘, 馬亞杰, 成靖 申請人:南京航空航天大學