卫星在轨状态检测与健康管理技术

本书针对在空间运行卫星在轨长期运行管理的需求，结合该类卫星遥测数据和在轨状态异常的特点，介绍卫星在轨状态检测与健康状态评估技术，主要内容包括：卫星在轨状态检测与评估问题的特点和要求、国内外现状和发展趋势，从功能系统、异常诱因、表现形式、严重程度等角度对卫星异常状态的分类，卫星状态特征分析，卫星异常检测规则的类型与确定，卫星在轨异常状态检测，卫星在轨状态预测，卫星健康状态评估。

金光，长期从事航天器在轨故障诊断与维修重研究工作，承担过与本书内容直接相关的十多项国家和军队重点科研项目，积累了相当丰富的成果；负责过百余颗在轨卫星异常检测和健康评估工作，实践经验非常丰富。主持航天器在轨诊断维修与健康管理相关项目曾获军队一等奖1项、二等奖3项，获国家发明专利15项，发表SCIEI检索（源）学术论文20余篇，编写国家军用标准3项。

第一章 绪论（2万字）1.1 目的和意义1.1.1 卫星在轨异常的总体情况1.1.2 卫星在轨状态检测与评估的目的1.1.3 卫星在轨状态检测与评估的意义1.2 任务和要求1.2.1 对象特点1.2.2 任务特点1.2.3 基本要求1.3 发展历程及研究现状1.4 本书的内容和特色 第二章 卫星异常状态的类型（4万字）2.1 概述2.2 基于功能系统分类2.2.1 电源分系统异常2.2.2 控制分系统异常2.2.3 推进分系统异常2.1.4 热控分系统异常2.1.5 测控分系统异常2.1.6 星务分系统异常2.2 基于异常诱因分类2.2.1 空间环境影响2.2.2 部件老化2.2.3 操作使用不当2.2.4 设计缺陷2.2.5 工艺缺陷2.2.6 软件缺陷2.3 基于表现形式分类2.3.1 单点异常2.3.2 集合异常2.3.3 情境异常2.3.4 关联关系异常2.4 基于寿命周期分类2.4.1 早期异常2.4.2 长管期异常2.4.3 寿命末期异常 第三章 卫星状态特征分析（5万字）3.1 概述3.2 特征参数3.2.1 遥测参数3.2.2 环境参数3.2.3 间接参数3.2.4 变换参数3.3 统计特征3.3.1 一阶统计特征3.3.2 二阶统计特征3.3.3 高阶统计特征3.4 频域特征3.4.1 频率3.4.2 相位3.5 图形特征3.5.1 演变形态3.5.2 边界包络3.6 关联特征3.6.1 逻辑关联3.6.2 物理关联3.6.3 数据关联3.7 典型实例 第四章 卫星异常检测规则（3万字）4.1 概述4.2 检测规则类型4.2.1 单一门限规则4.2.2 模糊门限规则4.2.3 关联规则4.2.4 概率型规则4.2.5 非门限型规则4.3 检测规则的确定4.3.1 基于知识的方法4.3.2 数据挖掘方法4.3.3 解析模型方法 第五章 卫星异常状态检测（9万字）5.1 概述5.2 基于规则的方法5.2.1 确定性规则5.2.2 模糊规则5.3 控制图方法5.3.1 控制图简述5.3.2 休哈特控制图5.3.3 累积和控制图5.3.4 应用示例5.4 相似度方法5.4.1 相似度的度量5.4.2 异变模式匹配5.4.3 应用示例5.5 机器学习方法5.5.1 有监督方法5.5.2 无监督方法5.5.3 应用示例5.6 基于状态估计的方法5.6.1 多元状态估计5.6.2 序贯概率比检验5.6.3 应用示例 第六章 卫星状态预测（9万字）6.1 概述6.1.1 状态预测问题描述6.1.2 状态预测算法的评价指标6.2 典型预测模型6.2.1 时间序列模型6.2.2 灰色模型6.2.3 神经网络模型6.2.4 概率图模型6.2.5 相关向量机模型6.3 模型辨识与修正6.3.1 模型辨识6.3.2 模型参数估计6.3.3 模型参数修正6.4应用示例 第七章 卫星健康状态评估（7万字）7.1 概述7.1.1 基本概念7.1.2 评估的步骤7.1.3 主要作用7.2 评估指标体系及构建7.2.1 基本原则7.2.2 指标确定准则7.2.3 指标体系构建7.3 指标权重确定7.3.1 专家打分法7.3.2 层次分析法7.3.3 权重修正7.4 健康状态评估7.4.1 部件健康状态评估7.4.2 分系统健康状态评估7.4.3 整星健康状态评估7.5 应用示例 第八章 总结与展望（1万字）