西安卫星测控中心｜为在轨卫星“悬丝诊脉”( 二 ) 今天是太空与您相伴的【第1

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航天器的诊断维修技术，是随着航天器的飞行任务扩展、控制精度提高以及工作寿命延长等现实要求而发展起来的。以美、俄为代表的传统航天强国起步较早，在该领域研究与实践上做了大量工作。
上世纪60年代，随着人类逐步进入太空时代，航天器诊断维修技术也由此展开。因受当时技术条件、元器件质量和设计水平的限制，人们在这一时期只能依靠简单仪表，对卫星的一些关键参数进行单信号阈值状态监测，以判断是否发生故障。该方法为人类早期航天器的在轨运行提供了一定保障。在这一阶段，航天器的平均寿命普遍较短。在载人航天任务中，系统的安全保障体系则是由状态监测、地面专家会诊和航天员直接参与等部分组成，飞船故障检测系统的自主性、实时性及可靠性也都比较差。
进入上世纪70年代，伴随技术发展以及元器件质量、设计水平和工艺水平提高，基于硬件冗余的诊断维修技术在航天器领域得到广泛应用。诊断方法也从简单的阈值判断，发展到充分利用各种动态测试技术、监控技术、信息处理技术等，使航天器的平均寿命有了大幅延展。
美国在执行“阿波罗”登月任务期间，首次建立了飞行异常分析及评估系统。该系统包括飞行故障监测和处理、飞行状态评估、飞行资料规范化整理、故障地面模拟等，并对所有应急救生参数设置了三重重复传感器和优势表决逻辑电路，飞船故障检测系统的自主性、可靠性明显增强。
上世纪80年代，人工智能研究蓬勃兴起，基于知识的诊断维修技术、尤其是专家系统技术开始大量应用于航天领域。其中以基于专家系统、基于测试性模型数据驱动等几种智能故障诊断技术最具代表性。同时，航天飞机这类高度复杂且可重复使用航天器的出现，使故障诊断维修系统既具备模块化功能的分布性，又具备相互协调的整体性。随着国际空间站的逐步建设与在轨运行，其故障诊断维修系统又进一步具备了较大可变性、较好适应性和较强鲁棒性，并逐步向自主管理的方向发展，可使故障中的空间站在不影响性能情况下，继续完成预定任务。
“牧星人”守护“中国星”
对长期在轨卫星的管理水平，很大程度上决定着卫星效能的实现。我国从上世纪70年代发射第一颗人造地球卫星至今，经过几代科技人员不懈努力，航天器在轨管理与控制技术取得了长足进步。
早在2007年，我国就依托西安卫星测控中心开始建设国家级“卫星总医院”——航天器在轨诊断维修中心，并紧前开展航天器在轨故障诊断维修领域重大科研项目研究。
随着在轨卫星数量的不断增多，我国迫切需要进一步提高在轨诊断维修能力。 2014年，西安卫星测控中心成立我国首个航天器在轨故障诊断与维修实验室，通过进行航天器在轨故障早期辨识和定位技术、在轨故障仿真与维修技术、在轨可靠性增长和延寿技术等研究，进一步提升我国航天器在轨故障诊断与维修自主创新能力，推动我国航天工程实现可持续发展，并成为我国在轨卫星数量持续增加的坚实基础支撑。
【西安卫星测控中心｜为在轨卫星“悬丝诊脉”】通过收集整理国内外数千次故障案例，归纳近百万条诊断知识，该中心自主研发了航天器故障诊断专家系统，有效解决了航天器微小故障发现晚、分析慢、定位难等难题。

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此外，中心以北斗卫星为起点，按照单个卫星状态逐一信息化、所有卫星态势集中可视化、卫星大数据分析快速化3个步骤攻坚克难，自主研发卫星健康评估系统，建立相对完备的“分系统、关键单机、关键性能”的3级健康评估指标体系，提出面向在轨单星的健康评估元知识构建方法，为每颗卫星建了一份详细的“体检档案” 。所形成的卫星系统评估结论，从关键部件运行状态、异常预防应对、空间环境变化和载荷效能保障等方面，对后续卫星在轨管理提出针对性对策和建议，有力保障了北斗系统在轨安全稳定运行。