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本技术提供了一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法。所述多级健康管理包括：设备级健康管理和系统级健康管理。设备级健康管理包括：设备运行健康管理；设备功能健康管理。所述系统级健康管理包括：导航定位系统运行健康管理；导航定位系统功能健康管理。所述系统级健康管理的实施主体包括低轨遥感卫星中与导航定位系统存在信息交互的星载计算机、轨道控制分系统、有效载荷分系统。本技术提供的低轨遥感卫星导航定位系统多级健康管理方法，相比于单一级别的健康管理，管理手段更加多样，对健康状态的反映更加全面，解决了单一级别健康管理中对故障处置的局限性，可以更为有力地保障低轨遥感卫星在轨自主安全运行。
技术要求
1.一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法，其特征在于：通过设备级别和
系统级别联合对星载导航定位系统健康状态的管理，包括健康状态的获取、评估、传递、处置，实现低轨遥感卫星导航定位系统故障的在轨自主隔离和消除；具体包括如下操作：
设备级健康管理：导航定位系统通过获取设备内部运行和功能特征参数对相关软件或模块的健康状态进行评估，若健康状态异常，根据预设对异常进行故障消除处置，包括软件、模块的重新加载，并将异常健康状态信息通过遥测数据帧和事件报告传递至系统级；
系统级健康管理：包括星载计算机、轨道控制系统和有效载荷系统等卫星其他系统根据设备级别传递的异常健康状态信息对星载导航定位系统健康状态进行评估，根据预设对导航定位系统进行重开机等补充故障消除处置或通过切除导航接收系统数据的引用对自身进行故障隔离处置，并将异常健康信息传递至地面。
2.根据权利要求1所述的一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法，其特征
在于：所述健康管理各关键环节具体如下：
健康状态获取：获取包括系统状态参数的采集、处理；
健康状态评估：对获取的健康状态参数进行监测，通过与期望阈值比较实现系统健康状态识别与评估；
健康状态传递：依据健康状态评估给出的系统健康状态结果进行报告反馈，并将设备级的健康状态评估结果传递至系统级，作为系统级健康状态获取的输入参数；
健康状态处置：依据健康状态评估给出的系统健康状态结果，对异常状态进行决策处置。
3.根据权利要求1所述的一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法，其特征
在于：所述的设备级健康管理根据设备内部运行特征参数表征系统健康特性，并将健康特性和管理情况传递至系统级。
4.根据权利要求3所述的一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法，其特征
在于：所述设备级健康管理包括以下方面：设备运行健康管理；设备功能健康管理；
所述设备运行健康管理对软件运行状态、内部通信状态、对外通信状态进行监测，若不正常则对软件或模块进行重加载，并将健康状态异常情况实时填充到遥测数据帧中传递至系统级，且生成事件报告发送至星载计算机缓存中通过下行信号连续播报；
所述设备功能健康管理对定位解算功能实现情况进行监测，若不正常，则将健康状态信息异常情况实时填充到导航定位系统输出数据包标志位和遥测数据帧中传递至系统级，且生成事件报告发送至星载计算机缓存中通过下行信号连续播报，并根据预设的异常状态持续时长阈值对相应软件或模块进行重加载。
5.根据权利要求2所述的一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法，其特征
在于：所述系统级健康管理包括以下方面：导航定位系统运行健康管理；导航定位系统功能健康管理；
所述导航定位系统运行健康管理包括星载计算机对导航定位系统软件运行状态、内部通信状态、对外通信状态进行监测，若状态异常，则按照设计状态对导航定位系统故障进行处置，并生成事件报告或故障数据包存储至缓存中通过下行信号连续播报；
所述导航定位系统功能健康管理包括星载计算机对导航定位系统设备功能健康管理传递的健康状态信息的管理、轨道控制分系统对导航定位系统输出的时间、轨道数据的健康状态的管理、有效载荷分系统对导航定位系统输出的相机积分时间、雷达测距信息的健康状态的管理。
6.根据权利要求5所述的一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法，其特征
在于：所述导航定位系统软件运行状态的健康管理具体包括：
(a1)对接收机传递的每秒通信计数遥测状态进行监测，若状态异常，则按照设计状态对导
航定位系统进行关机重开机或切换当班机操作，并生成事件报告和故障数据包存储至缓存中通过下行信号连续播报；
(b1)对设备级健康管理传递的软件运行状态处置结果进行监测，若发生处置，则生成故障
数据包存储至缓存中通过下行信号连续播报。
7.根据权利要求5所述的一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法，其特征
在于：所述导航定位系统内部通信状态的健康管理具体为:
对设备级健康管理传递的内部通信状态处置结果进行监测，若处置后故障未消除，则按照设计状态对导航定位系统进行关机重开机或切换当班机操作，并生成事件报告和故障数据包存储至缓存中通过下行信号连续播报。
8.根据权利要求5所述的一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法，其特征
在于：所述导航定位系统对外通信状态的健康管理具体为：
对导航定位系统对外通信状态进行监测，根据预设的异常持续时间判断是否经设备级健康管理处置后故障未消除，若故障未消除，则按照设计状态对导航定位系统进行关机重开机或切换当班机操作，并生成事件报告和故障数据包存储至缓存中通过下行信号连续播报。
9.根据权利要求5所述的一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法，其特征
在于：导航定位系统功能健康管理包括以下方面：
(a2)星载计算机对导航定位系统设备功能健康管理传递的健康状态信息进行监测，根据预
设的异常持续时间判断是否经设备级健康管理处置后故障未消除，若故障未消除，则按照设计状态对导航定位系统进行关机重开机或切换当班机操作，并生成事件报告和故障数据包存储至缓存中通过下行信号连续播报；
(b2)轨道控制分系统对导航定位系统输出的时间、轨道数据根据设备级健康管理结果和自
身数据差异阈值的设定进行健康状态监测，若状态异常，则不使用导航定位系统输出数据，改用分系统内部时间、轨道数据进行外推；根据轨道控制分系统预设异常持续时长阈值，当导航定位系统数据仅在短时间内异常时，当导航数据恢复正常后，将自动重新引入使用；当导航定位系统数据长时间内异常时，则彻底切除导航数据引入，并将切除导航数据引入状态填充至遥测帧中通过星载计算机下传至地面，经地面分析后再通过指令实现导航数据的重新引入；
(c2)有效载荷分系统在使用导航定位系统提供的相机积分时间、雷达测距信息时，对数据
中导航定位系统根据设备级健康管理结果给出的有效标识进行监测，若数据有效标识为无效时，代表该导航定位系统输出数据健康状态可能为异常，则不使用导航定位系统输出数据，改用分系统默认参数。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法，
其特征在于：通过更高一级别的健康管理，对设备级健康管理已发生的处置进行故障现场信息留存，对无法消除的故障进行补充处置，并引入与导航定位系统具有信息交互的其他分系统对导航定位系统健康状态进行多方监控，规避异常健康状态影响的扩散。
技术说明书
一种低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法技术领域
本技术涉及一种星载导航定位系统健康管理方法，特别是涉及一种低轨遥感卫星星载导航定位系统的多级健康管理方法。背景技术
低轨遥感卫星广泛应用于测绘、资源调查、环境监测等领域，高精度的卫星时间、在轨运行的位置、速度及相关衍生信息有助于提高有效载荷所获取图像数据的质量，因此目前我国研制的低轨遥感卫星普遍配置星载导航定位系统，用以提供上述卫星时间及轨道相关信息。星载导航定位系统在轨长期处于高速运算状态，低轨遥感卫星所运行的太空环境复杂，易发生单粒子引起的设备工作异常；导航定位系统完成定位解算的输入来源于外部导航信号，若导航卫星处于不良工作状态或导航信号传递过程中出现错误，则会对接收终端的功能实现产生影响。
同时，星载导航定位系统生成的数据不仅用于地面数据处理，还在遥感卫星系统内实时传输至其他平台分系统和有效载荷分系统，完成整星高精度时统、轨道计算、相机载荷的积分时间确定、雷达载荷的测距辅助等功能。因此星载导航定位系统的健康状态对于低轨遥感卫星的在轨运行至关重要。
然而，受轨道高度和地面测控站的限制，低轨遥感卫星地面可控弧段十分有限。一方面，弧段外发生的非持续性故障地面可能无法监视；另一方面，完全依靠地面经过一系列分析诊断识别到故障后再进行上行指令控制，时效性较差，造成故障修复滞后，长时间影响遥感卫星功能的最优实现。
低轨遥感卫星导航定位系统多级健康状态获取方法与设计方案
