本發明涉及一種衛星電源系統特征參數計算及多圈能量平衡判定方法，屬于衛星電源系統在軌自主管理領域。

背景技術：
衛星繞地球一圈的時間為軌道周期Tr，通常情況下軌道周期包括陰影時間Tsw和光照時間Tsun，陰影時間是指衛星在軌道周期內不受太陽光照射的時間，光照時間是指衛星在軌道周期內受太陽光照射的時間，降交點地方時在早上或下午的晨昏軌道衛星，全年內會出現全日照季，在全日照季內整個軌道周期內只有光照時間，由于月球與地球的位置關系，軌道周期內會出現月影時間，即由于月球對太陽光的遮擋，衛星進入陰影時間。電源系統是指在衛星壽命期間提供能源的衛星子系統，低軌小衛星電源分系統一般為太陽電池陣—蓄電池組系統，由太陽電池陣、蓄電池組、其他調節和控制電路構成，在光照時間太陽電池陣受照發電，以方陣電流iSA的形式輸出到衛星的供電母線vbus，為衛星用電設備提供能源，同時為蓄電池組充電ic，當蓄電池組充滿后，為涓流狀態，涓流標志由0變為1，其他時間涓流標志為0；在陰影時間，蓄電池組放電idc為衛星用電設備提供能源。衛星用電設備所需能源大小，在供電母線電壓一定的情況下，可以用負載電流il來表征。蓄電池組作為化學儲能電源，會隨著使用時間的增長和循環次數的增加，荷電保持能力降低；太陽電池陣會受到空間輻照影響，同一條件下輸出功率會隨著使用時間的增長而降低；這就需要隨著衛星壽命的增加，對太陽電池陣和蓄電池組的性能衰降情況做出評估，給出定量的分析，為衛星的長壽命在軌使用做出預測。目前，對蓄電池組和太陽電池陣進行在軌性能衰降評估時，由于整星遙測數據量較大，衛星在測控弧段以外的遙測數據不能進行完全的存儲下傳，不能得到特定條件下準確的特征參數。由于性能評估所用數據的有效性不能保證，則對于評估結果的有效性也不能保證。目前，由于低軌小衛星軌道周期短，太陽同步軌道的衛星每圈都有陰影的特點，一般要求衛星能源系統需要做到每圈內都能達到能量平衡，這就限制了衛星載荷工作的機動性和靈活性，限制了載荷的使用效率；另外，隨著鋰離子蓄電池組在低軌小衛星上大范圍的應用，為了發揮其荷電保持能力強的特點，也為了增加衛星載荷工作的機動性和靈活性，就需要考慮衛星多圈能量平衡的問題。

技術實現要素：
本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種衛星電源系統特征參數計算及多圈能量平衡判定方法，為蓄電池組和太陽電池陣在軌性能衰降評估提供簡單有效的數據，提高了衛星能源系統在軌使用效率，增加了衛星載荷工作的機動性和靈活性，提高了其使用效率。本發明的技術方案是：一種衛星電源系統特征參數計算及多圈能量平衡判定方法，涉及的低軌小衛星電源分系統為太陽電池陣—蓄電池組系統，在光照時間太陽電池陣受照發電，以方陣電流的形式輸出到衛星的供電母線，為衛星用電設備提供能源，同時為蓄電池組充電；在陰影時間，蓄電池組放電為衛星用電設備提供能源；步驟如下：1)設置計時啟動標志和計圈模式啟動標志；計時啟動標志默認狀態為0，表示不進行計時累計，“計時啟動”指令發出后，計時啟動標志由0變1，表示開始進行計時累計；計時啟動標志為1時，軌道周期Tr內時間計數由0開始計數，每次加1，統計光照時間和陰影時間；計圈模式啟動標志默認狀態為0，表示只統計光照時間和陰影時間，不進行計圈，“計圈模式啟動”指令發出后，計圈模式啟動標志由0變1，表示開始進入計圈模式；2)設置光照標志，光照標志的默認狀態為1，當方陣電流iSA>1A或放電電流idc<1A時，認為是光照時間Tsun，光照標志置為1；當方陣電流iSA<1A且放電電流idc>1A時，認為是陰影時間Tsw，光照標志置為0；當光照標志為1時，光照時間Tsun進行累計，當光照標志為0時，陰影時間Tsw進行累計；3)設置第一圈標志和計圈標志，且默認狀態都為0，當光照標志置首次從0變為1時，第一圈標志置為1，同時計圈標志置為1，表示當前為第一圈，且開始進行計圈；設置全日照標志，默認狀態為0，當Tsun＝Tr時，全日照標志置為1，同時計圈標志置為1，第一圈標志置為0；當光照標志置為0時，全日照標志置為0；4)當計時啟動標志為1時，計算獲得光照時間中間時的方陣電流值及此時的太陽電池陣溫度、蓄電池組內電壓；計算方陣總輸出能量、負載光照時間總能量、充電總能量、單圈內能量余量、近5圈的能量余量和；其中各個參數的計算方法如下：蓄電池組內電壓Vbatsun是指衛星由光照時間進入陰影時間時的蓄電池組電壓；光照時間中間時的方陣電流值ISAmid及此刻的太陽電池陣溫度TSA在每個軌道周期內光照時間過去一半即可獲得；方陣總輸出能量：負載光照區總能量：充電總能量：以上各式中，vbus為供電母線的電壓、vbat為蓄電池組電壓、il為光照時間內整星負載電流值、ic為蓄電池組充電電流值；單圈內能量余量Wsp＝WSA-Wlsun-Wcbat；近5圈能量余量和W5sum＝Wsp(n)+Wsp(n-1)+Wsp(n-2)+Wsp(n-3)+Wsp(n-4)，其中Wsp(n)為當圈能量余量，Wsp(n-1)為當圈的前1圈能量余量，Wsp(n-2)為當圈的第前2圈能量余量，Wsp(n-3)為當圈的第前3圈能量余量Wsp(n-4)為當圈的第前4圈能量余量；5)利用衛星在軌壽命期內統計的光照時間中間時的方陣電流值ISAmid及此刻的太陽電池陣溫度TSA，進行歸一化處理，得到標準條件下，即太陽入射角為0°、工作溫度為25℃、日地距離因子為1時太陽電池陣輸出電流：式中β為太陽電池陣電流溫度系數、α為太陽入射角、FS為日地距離因子，每天內只選擇一個ISAmid，且選擇光照時間內短期載荷不工作時的ISAmid，有多個時，選擇其中的最大值；在壽命期內，將計算得到的每天的Istd，進行指數函數的數據擬合，得到太陽電池陣輸出電流衰減函數：y＝A×k1x，其中x為在軌運行天數；y為當天對應太陽電池陣輸出電流，A、k1為數據擬合求得的指數函數的系數；根據衰減函數對太陽電池陣輸出電流進行預估；6)利用衛星在軌壽命期內計算的每一個圈次內衛星由光照時間進入陰影時間的蓄電池組內電...