航天地面测控系统的健康管理应用*

余 涛

(中国西南电子技术研究所，成都 610036)

0 引 言

航天地面测控系统是航天器在轨运行的地面监测和控制节点，为航天器执行在轨任务提供支持保障。随着航天事业的快速发展，在轨航天器数目激增，同时也对地面测控系统的运行可靠性和稳定性提出了更高的要求。健康管理技术基于设备状态监测数据，利用各类故障诊断和状态评估模型，对设备运行工况进行综合评估分析，旨在通过全面掌握设备健康状态发展态势，及时排查设备故障和隐患，降低故障影响，提高设备运行可靠性。因此，在航天地面测控系统中引入健康管理技术也自然成为了发展的必然趋势。

健康管理技术在英美等国得到了深度研究和推广应用，已建成多个具有代表性的健康管理系统，包括F-35飞机故障预测与健康管理(Prognostics Health Management，PHM)系统[1]、NASA飞行器综合健康管理(Integrated Vehicle Health Management，IVHM)系统[2]、直升机健康与使用监控系统(Health and Usage Monitoring System,HUMS)[3]等。国内的健康管理技术起步较晚，相关研究主要集中于理论算法，尚未形成较为成熟的健康管理系统，但随着技术的发展和装备型号的技术攻关，在航空航天装备领域已取得了一定成果[4]。文献[5]对航空电子系统故障预测与健康管理体系结构进行了分析，从结构、功能分层和树形运行蓝图上进行了分析和设计。文献[6]针对航天测控设备提出了基于范例推理(Case Based Reasoning,CBR)和规则推理(Rule Based Reasoning, RBR)结合的故障诊断系统设计方案，给出了基于故障树模型的知识表示方法和诊断推理方法。文献[7]提出了基于案例推理的航天测控设备故障诊断方法，对故障案例的搜索及诊断效率较高。……