基于关联知识的航天器有效载荷遥测数据仿真方法

蔡晓玮，智 佳，陈志敏，陈 托，杨甲森+

(1.中国科学院 国家空间科学中心，北京 100190； 2.中国科学院大学 计算机科学与技术学院，北京 100049)

0 引 言

基于数字孪生[1]思想对有效载荷进行建模，以仿真设备替代物理实体，在单台、多台，甚至全部载荷缺失的情况下实现卫星系统和有效载荷分系统的虚拟集成、虚拟测试，是验证有效载荷分系统总体和接口设计、提升航天器系统可靠性的有效方法。遥测与注入指令是判读和控制有效载荷工作状态的基本依据，也是载荷工作原理、自主控制、在轨健康管理设计的载体。遥测与注入指令数据的仿真是有效载荷仿真的重要内容。

传统载荷遥测数据的仿真，大多采用基于载荷物理原理和行为特性的方法。文献[2]通过模拟电流、电压、电阻、温度的遥测参数，构建多模块航天器电源系统的仿真模型。文献[3]基于原理模型、通信接口模型、误差模型和故障模型构建数字卫星，通过仿真遥测参数数据动态模拟卫星的工作原理和状态。文献[4,5]采用窗口树模型和状态转移图来仿真遥控遥测指令数据的系统级行为，构建虚拟测试平台原型系统以验证遥测参数接口实现的正确性。文献[6]依据仿真动力学特性相关遥测数据，提出建立基于数据驱动和模型的混合仿真航天器验证环境(spacec-raft verification environment，SVE)系统，与测试系统进行交互以实现闭环模拟。

上述基于载荷物理原理、行为特性的遥测数据仿真，建模方法相对复杂，且仿真输出的遥测数据较少反映遥测参数与注入指令、自主控制策略、健康管理策略的关联特征[7]。……