[发明专利]基于FPGA的小卫星在轨健康综合管理终端及管理方法

说明书

本发明提供的是一种基于FPGA的小卫星在轨健康综合管理终端及管理方法。包括在轨卫星的监控信息采集系统(1)、基于FPGA的卫星数据分析处理系统(2)、在轨卫星健康数据评估管理系统(3)、系统容错控制系统(4)、卫星健康数据输出系统(5)、系统通信总线(6)、备份型NOR闪存(7)以及PROM模块(8)。基于FPGA的卫星数据分析处理系统包括一片PROM和一片SRAM，可以处理卫星健康信息，并具有容错处理能力；在轨卫星健康数据评估管理系统包含卫星健康管理规则库和在轨卫星健康评估预测，可以存储卫星的健康评估准则以及健康状况。

技术领域

本发明涉及的是一种在轨卫星的健康管理装置，本发明也涉及一种在轨卫星的健康管理方法。

背景技术

随着卫星电子信息系统的快速发展，使卫星能够自行规划工作流程，实现在轨的自主管理，需要构建有效的卫星自主健康综合管理终端。近年来，国外针对飞行器的安全性可靠性提出了飞行器综合管理的飞行安全计划，包含了故障检测、故障诊断、影响评估、故障预测等功能。但是，至今仍没有一个具备完整健康管理功能的健康管理系统投入实际工程应用中。我国的卫星健康管理研究现如今处于初级阶段，目前对于卫星的健康管理仍然停留在地面诊断为主，卫星的在轨健康管理主要依靠地面监控站，还要通过人工判别大量的卫星遥测信息以获取卫星实际运行状态对其进行管理。这种方法对于在轨卫星遥测量大、参数类型众多、复杂多变的特点无法满足卫星数据监测的实时性要求，而且还会出现人为操作失误等。上述一系列的问题都极大的限制了卫星系统的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现卫星在轨参数自动调整的基于FPGA的小卫星在轨健康综合管理终端。本发明的目的还在于提供一种小卫星在轨健康综合管理方法。

本发明的基于FPGA的小卫星在轨健康综合管理终端包括在轨卫星的监控信息采集系统1、基于FPGA的卫星数据分析处理系统2、在轨卫星健康数据评估管理系统3、系统容错控制系统4、卫星健康数据输出系统5、系统通信总线6、备份型NOR闪存7以及PROM(Programmable Read-Only-Memory，可编程序只读存储器)模块8；

所述在轨卫星的监控信息采集系统1包括卫星热控分系统的信息输入1-1、卫星推进分系统的信息输入1-2、卫星射频跟踪系统信息输入1-3、卫星能源分系统的信息输入1-4、卫星姿态信息的信息输入1-5以及各个分系统信息采集部分1-6，各个分系统信息输入与各个分系统信息采集部分1-6相连，各个分系统信息采集部分1-6与系统通信总线6相连；

所述基于FPGA的卫星数据分析处理系统2包括一个PROM模块PROM2-1、一个SRAM(Static Random Access Memory，静态随机存取存储器)模块SRAM2-2、一个FPGA处理器2-3，PROM2-1、SRAM2-2与FPGA2-3相互连接，FPGA2-3的信息输入端与系统通信总线6相连，FPGA2-3的信息输出端亦与系统通信总线6相连，FPGA2-3的心跳信号输出端与C8051单片机4-3的WDG相连接，FPGA2-3的INT与PROG输入端与C8051单片机4-3相连接，FPGA2-3的卫星信息健康输出与健康管理规则库3-1输入和在轨卫星健康评估预测3-2输入相连；

所述在轨卫星健康数据评估管理系统3包括健康管理规则库3-1和在轨卫星健康评估预测3-2两部分，在轨卫星健康评估预测3-2一端与FPGA2-3的一个输入端相连、另一端与C805单片机4-3相连，健康管理规则库3-1输出端与在轨卫星健康评估预测3-2输入端相连；

所述系统容错控制系统4包括一片C8051单片机4-3，C8051单片机4-3的几个输出端口分别与PROM18-1和PROM28-2的CE1、RST1和CE2、RST2相连；