航天器姿态和轨道控制系统稳定运行要求-编制说明.pdf

航天器姿态与轨道控制系统稳定运行要求

编制说明

1工作简况

1.1任务来源

本标准是国家标准委发布的2024年国家标准计划项目之一，项目计划编号：T-469，标准计划名称：《航天器姿态与轨道控制系统稳定运行要求》。本标准

SAC/TC425

由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会（）提出并归口；由北京控制工

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程研究所负责牵头起草。计划周期：个月。

1.2主要工作过程、标准主要起草人及其所做工作

编制任务下达后，北京控制工程研究所和中国空间技术研究院通信与导航卫星总体

部成立了编制组，编制组成员包括总体技术人员、总体技术负责人及标准化的专业人员。

20236202312

年月～年月，编制组开展了大量的调研工作，包括国内外的有关现

有标准，以及航天器在轨运行的实际工程实施情况，开始起草标准草案；

2024120246

年月～年月，编制组编制完成了标准征求意见稿；

2标准编制原则和确定标准主要内容的论据

2.1标准编制原则

本标准编制原则如下：

a）全面性原则

本标准的内容应能覆盖目前国内在轨和在研的各类航天器姿态与轨道控制系统在

轨稳定运行设计与操作要求。

b）可操作原则

本标准应操作性好，适用性强，标准发布后国内航天器控制分系统及相关单位在型

号研制和长期运维中都能很好地应用该标准。

c）协调性原则

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本标准应与航天国家标准体系内其他相关标准和规定相协调。

2.2国内外调研情况

2.2.1技术发展现状调研

AOCS,attitudeandorbitcontrolsystem

航天器姿态与轨道控制系统（）简称“姿轨控

系统”，负责完成卫星姿态与轨道的控制，是卫星平台最重要的组成部分。稳定、连续、

可靠的姿态轨道控制系统运行状态是卫星任务成功实现的前提条件。

近十年来公开的卫星典型故障案例统计显示，姿态与轨道控制系统出现故障的概率

28%5%

高达，这与控制系统的复杂性息息相关，其中的致命故障会影响整星安全运行。

20161

例如，年日本发射的“瞳”卫星入轨后仅个月就因控制分系统中星敏感器的问

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题引发了一系列连锁反应，最终导致价值亿的卫星在太空解体，被称为“科学界的

悲哀”；2018年我国某卫星也发生了因控制分系统敏感器故障导致任务中断和卫星能源

损失的案例。即便不影响整星安全，AOCS控制性能下降，无法完成轨道相对保持和姿

态的精确控制，也会直接影响载荷工作的连续性和稳定性，严重制约载荷效能发挥。为

此，国内外针对航天器AOCS的故障检测和诊断工作纷纷展开。目前，控制分系统的故

障诊断大多针对可预期的故障进行方法设计，故障监测和处置方式大多是“地面监测”

和“事后维修”，在面对突发故障和不可修复故障时存在隔离不及时、诊断不明确等不

足。随着星群规模急剧增加，传统的以地面监视、操作为主的卫星运行管理方式将面临

通信链路资源紧张、工作量急剧增大、处置不及时等问题。通过卫星自身稳定运行能力

构建，一方面统一技术状态，有利于形成标准通用的运行维护流程和方法；另一方面通

过提高安全处理的实时性和自主性，可及时将故障自动排除，降低地面运行维护成本。

美国的“深空一号”探测器采用定性模型方法实现了故障诊断与推理，研发了很多

较为成熟的实用平台工具和产品，包括故障诊断专家系统SHARP、卫星异常分析和预

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