[发明专利]建立卫星温度场的罚盲似然克里金代理模型的方法

说明书

本发明公开了一种建立卫星温度场的罚盲似然克里金代理模型的方法。该方法包括如下步骤：1)测量卫星测量点的温度信息；2)建立卫星温度场的罚盲似然克里金代理模型；3)计算卫星内未测量点的温度信息；4)验证卫星热控设计。本发明的建立卫星温度场的罚盲似然克里金代理模型的方法利用有限的卫星测量点的温度信息和基于正则化方式的罚盲似然方法，建立并确定卫星的罚盲似然克里金代理模型，利用确定的罚盲似然克里金代理模型求取卫星未测量点的温度信息，从而根据测量点和未测量点的温度信息验证卫星热控设计的正确性，能够解决由于卫星的测量点有限，而无法对整星温度进行测量和对卫星热控设计正确性进行验证的问题。

技术领域

本发明涉及航天器地面热试验技术领域，具体涉及一种建立卫星温度场的罚盲似然克里金代理模型的方法。

背景技术

航天器的热平衡试验是指在空间模拟室的轨道热环境(真空、冷黑与辐射)条件下，检验航天器轨道飞行中平衡状态下温度分布的试验。目前，按照航天器的研制阶段，航天器热平衡试验可以划分为初样阶段(研制)的热平衡试验和正样阶段(验收)的热平衡试验。在卫星的初样研制阶段，为验证卫星设计的正确性、协调性以及卫星的各项技术指标和卫星工作可靠性，通常采用初样星进行各种地面试验；其中，初样星表示在初样研制阶段中用于各种地面试验的模样星，包括结构热控星、电性星和鉴定星。随着技术的发展，初样阶段的鉴定星地面热平衡试验的规模越来越大，进行热平衡试验所消耗的成本越来越高，且所需的试验时间越来越长。目前，为了尽可能反应卫星整星的热网络，在初样阶段的试验中，主要是试验卫星在外热流和内热源的共同作用下是否能达到热平衡；由于卫星的基本组成部分和主要内热源包括有效载荷分系统、姿态轨道控制分系统、测控数传分系统、星载综合电子设备和电源分系统，现有的试验方法是通过在卫星的有效载荷分系统、姿态轨道控制分系统、测控数传分系统、综合电子设备和电源分系统中放置传感器来测量温度，以获取温度信息。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：通过在卫星上放置传感器来对卫星的温度进行测量，由于卫星上传感器的放置点有限，导致卫星的温度测量点有限，无法获得卫星整星的温度信息。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种建立卫星温度场的罚盲似然克里金代理模型的方法，该方法能够利用有限的卫星测量点的温度信息，建立整星温度场代理模型。

为此，本发明公开了一种建立卫星温度场的罚盲似然克里金代理模型的方法，该方法包括：

1)测量卫星测量点的温度信息：在卫星的有效载荷分系统、姿态轨道控制分系统、测量数传分系统、综合电子设备和电源分系统中的测量点上放置热流计和温度传感器，利用所述热流计和所述温度传感器测量各个所述分系统中测量点的温度信息；

2)建立卫星温度场的罚盲似然克里金代理模型：将所述测量点的温度信息作为训练集，建立卫星温度场的克里金代理模型，利用基于正则化方式的罚盲似然函数估计所述克里金代理模型的模型参数；

3)计算卫星内未测量点的温度信息：利用所述克里金代理模型计算所述卫星内未测量点的温度信息；

4)验证卫星热控设计：结合所述测量点和所述未测量点的温度信息，判断卫星热控系统是否能维持所述卫星在规定的工作温度范围内，验证所述卫星热控设计的正确性。

进一步地，在所述建立卫星温度场的罚盲似然克里金代理模型的方法中，所述建立卫星温度场的罚盲似然克里金代理模型，包括：

确定所述克里金代理模型的表达式；

基于正则化方式构建罚盲似然函数；

利用交叉验证方法选择最优的正则化参数；

求解嵌套优化问题以估计所述克里金代理模型的模型参数；

代入所述模型参数以确定所述克里金代理模型。