[0001] 本发明涉及在轨数字伴飞监测技术领域，具体地，涉及基于数据与时间驱动的航天器能源系统数字伴飞系统及方法，应用于卫星在轨运行监测中。

[0002] 能源系统作为航天器在轨运行中唯一的电能来源，能源系统的工作状态直接影响整个飞行任务的成败。故障预测和健康管理(Prognost ics and Health Management,PHM)技术在航天器能源领域获得了充分的关注，但面向在轨航天器能源的PHM技术仍面临航天器故障样本少、专家预置规则简单、阈值异常感知不足等诸多现实的挑战。通过能源系统数字伴飞、虚实同步监测可有效提升在轨航天器能源异常感知能力，因此本发明提出了一种基于数据与时间驱动的航天器能源系统数字伴飞系统及方法，用于在轨航天器能源系统的健康管理，提升异常感知与健康评估能力。

[0003] 专利文献CN106054924A(申请号：201610522103.3)公开了一种无人机伴飞方法、伴飞装置和伴飞系统；专利文献CN109923038A(申请号：201780069503.6)公开了无人机的伴飞背包及无人机伴飞系统；专利文献CN105242685B(申请号：201510671819.5)公开了一种伴飞无人机航拍系统及方法；专利文献CN103345256B(申请号：201310266177.1)公开了基于相对轨道要素的相对伴飞和位置转移控制方法；专利文献CN104076819B(申请号：201410323236.9)公开了圆参考轨道下卫星有界伴飞的边界控制方法；专利文献CN106227225B(申请号：201610726932.3)公开了航天器共面编队伴飞构型控制方法；专利文献CN105203112B(申请号：201510580382.4)公开了一种火星大气进入段伴飞信标辅助导航方法；专利文献CN108957499B(申请号：201810417623.7)公开了基于观测量频谱分析与最优估计的伴飞目标相对导航方法；上述现有技术均与本发明的能源数字伴飞不同；同时检索分析了北京空间飞行器总体设计部‑缪远明的《硬X射线调制望远镜卫星数字伴飞系统设计与应用》等文献，主要进行姿控、数据处理伴飞方法探索；经调研分析，现有技术主要涉及无人机伴飞、航天器姿控轨道伴飞，与本发明的基于数据与时间驱动的航天器能源数字伴飞方法不同。目前没有发现类似相关技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

[0029] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

[0030] 实施例1

[0031] 本发明为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种基于数据与时间驱动的航天器能源系统数字伴飞系统及方法。

[0032] 根据本发明提供的一种基于数据与时间驱动的航天器能源系统数字伴飞系统，包括：数字伴飞系统通过在轨长管监测系统实现虚实交互获取航天器运行信息；

[0033] 在轨长管监测模块、在轨航天器能源参数获取模块、能源系统数字仿真模块、能源系统虚实同步比对模块；

[0034] 所述在轨长管监测模块用于接收并处理航天器测控射频通道下传的遥测数据；

[0035] 所述在轨航天器能源参数获取模块用于接收在轨长管监测系统组播的遥测参数数据，从中提取能源仿真模型的输入信息、能源系统内部工作参数信息；

[0036] 所述能源系统数字仿真模块用于接收从在轨遥测数据中提取伴飞系统能源仿真模型的输入参数(航天器时间、光照角、母线负载等参数)，进行能源仿真，生成能源系统工作参数；

[0037] 所述能源系统虚实同步比对模块用于能源仿真数据与在轨真实数据的同步，进行时间对齐后的仿真数据与真实数据比对分析。

[0038] 具体地，能源系统数字仿真模型的光照条件、负载条件输入从在轨遥测中提取，驱动能源模型的太阳电池阵发电、母线负载用电，完成能源闭环仿真；

[0039] 具体地，能源系统数字仿真模型的仿真节拍受航天器时间遥测驱动；

[0040] 具体地，数字伴飞系统的仿真数据与在轨航天器能源数据通过航天器时间进行对齐，实现虚实数据同步比对；

[0041] 根据本发明提供的一种基于数据与时间驱动的航天器能源系统数字伴飞方法，如图1所示，包括：

[0042] 步骤101：航天器能源数字伴飞系统通过网络接收在轨长管监测模块组播发送的在轨遥测数据；

[0043] 步骤102：从在轨遥测数据中提取伴飞系统能源仿真模型的输入参数，包括航天器时间、光照参数、母线负载参数；

[0044] 步骤103：从在轨遥测数据中提取航天器能源系统的自身工作参数数据，包括航天器时间、母线电压、蓄电池电压、电量、充电电流、放电电流等遥测参数，作为真实在轨数据；

[0045] 步骤104：使用航天器时间驱动能源仿真模型，航天器时间以0.5s为节拍更新，因此以0.5s为步长更新能源仿真模型；

[0046] 步骤105：使用光照、负载条件数据驱动能源仿真模型，以光照角、光照强度作为能源系统发电仿真输入，以平台母线负载、载荷母线负载作为能源系统用电仿真输入；

[0047] 步骤106：能源仿真模型包括太阳电池阵、蓄电池、电源控制器，如图2所示，基于步骤105的光照、负载仿真输入参数，以航天器时间为节拍，驱动能源模型闭环仿真；

[0048] 步骤201：按照航天器时间节拍输出能源系统的仿真遥测包；

[0049] 步骤202：通过仿真时间与在轨真实时间对齐，实现仿真数据与在轨真实数据的同步对齐；

[0050] 步骤203：进行时间对齐后的仿真数据与真实数据比对分析，监视虚实数据偏离，实现数字伴飞、同步监测。

[0051] 根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的基于数据与时间驱动的航天器能源系统数字伴飞方法的步骤。

[0052] 根据本发明提供的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的基于数据与时间驱动的航天器能源系统数字伴飞方法的步骤。

[0053] 综上，完成基于数据与时间驱动的航天器能源系统数字伴飞，接收在轨真实数据与航天器时间节拍驱动，仿真能源系统工作参数，仿真数据与真实数据基于航天器时间进行同步对齐、虚实比对，实现数字伴飞、同步监测，具有良好的工程应用价值。

[0054] 本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

[0055] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。