一種基于遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)，包括遙測數(shù)據(jù)預(yù)處理單元、相關(guān)度計算單元、極值點(diǎn)提取單元、異常狀態(tài)提取單元、遙測參數(shù)原始數(shù)據(jù)庫、相關(guān)度閾值數(shù)據(jù)庫、極值點(diǎn)閾值數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明提供的基于遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)，充分利用歷史遙測參數(shù)樣本，結(jié)合衛(wèi)星遙測參數(shù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)和數(shù)據(jù)變化規(guī)律，將一段時間的遙測數(shù)據(jù)與其歷史樣本數(shù)據(jù)的相關(guān)度比較以及極值點(diǎn)誤差的比較，實(shí)現(xiàn)不需要設(shè)計知識，僅需少量歷史數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測和提取，克服了現(xiàn)有的異常狀態(tài)檢測方法對專家經(jīng)驗(yàn)知識的依賴性問題和現(xiàn)有檢測方法無法解決遙測參數(shù)未超出正常范圍的異常變化問題，為衛(wèi)星管理人員分析衛(wèi)星狀態(tài)變化提供有效、直觀的方法和工具。
【專利說明】一種基于遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)，屬于故障預(yù)測與健康管理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]遙測數(shù)據(jù)是體現(xiàn)衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)正常與否的重要依據(jù)。結(jié)合遙測數(shù)據(jù)，衛(wèi)星運(yùn)行管理人員、領(lǐng)域?qū)＜乙约霸O(shè)計人員能夠準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的異常運(yùn)行情況、分析異常原因、改進(jìn)衛(wèi)星設(shè)計，從而提高衛(wèi)星的總體設(shè)計和運(yùn)行管理水平?；谶b測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測方法和裝置，主要利用衛(wèi)星的歷史遙測數(shù)據(jù)，結(jié)合近期測控事件和狀態(tài)量變化，通過比較待檢測數(shù)據(jù)與正常樣本數(shù)據(jù)的差異，完成衛(wèi)星的狀態(tài)異變檢測。
[0003]在當(dāng)前的異變檢測方法中，有基于統(tǒng)計分布的異變檢測方法，例如利用統(tǒng)計的參數(shù)變化率范圍進(jìn)行異變檢測；有基于知識的異變檢測方法，例如利用參數(shù)設(shè)計上下限進(jìn)行異變檢測。這些方法在某些方面都能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的異變檢測，但是需要大量歷史數(shù)據(jù)做統(tǒng)計或需要掌握系統(tǒng)設(shè)計知識，而且只能對某一時刻的單點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，無法檢測未超限的異常變化，具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)，提高了檢測效率和準(zhǔn)確度。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種基于遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)，包括遙測數(shù)據(jù)預(yù)處理單元、相關(guān)度計算單元、極值點(diǎn)提取單元、異常狀態(tài)提取單元、遙測參數(shù)原始數(shù)據(jù)庫、相關(guān)度閾值數(shù)據(jù)庫、極值點(diǎn)閾值數(shù)據(jù)庫；
[0006]遙測參數(shù)原始數(shù)據(jù)庫，存儲遙測參數(shù)歷史遙測數(shù)據(jù)；
[0007]相關(guān)度閾值數(shù)據(jù)庫，存儲相關(guān)度閾值；
[0008]極值點(diǎn)閾值數(shù)據(jù)庫，存儲極值點(diǎn)閾值；
[0009]遙測數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，對特定時間長度的待檢測遙測數(shù)據(jù)序列和遙測參數(shù)原始數(shù)據(jù)庫中相同時間對應(yīng)的歷史遙測數(shù)據(jù)序列進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理內(nèi)容包括誤碼和奇異點(diǎn)剔除、均值計算和空值填充；
[0010]相關(guān)度計算單元；對預(yù)處理后的待檢測遙測數(shù)據(jù)序列和歷史遙測數(shù)據(jù)序列的相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行計算，得到待檢測遙測數(shù)據(jù)序列與歷史遙測數(shù)據(jù)序列的相關(guān)系數(shù)，對得到的相關(guān)系數(shù)與相關(guān)度閾值數(shù)據(jù)庫中存儲的相關(guān)度閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷哪些遙測參數(shù)存在異常，其中相關(guān)系數(shù)大于相關(guān)度閾值的遙測參數(shù)視為異常，否則視為正常；
[0011]極值點(diǎn)提取單元，對存在異常的遙測參數(shù)，提取出異常遙測參數(shù)對應(yīng)的待檢測遙測數(shù)據(jù)序列和歷史遙測數(shù)據(jù)序列中的極值點(diǎn)，通過線性內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)方法對兩個遙測數(shù)據(jù)序列相應(yīng)時間點(diǎn)的極值點(diǎn)進(jìn)行整合，使待檢測遙測參數(shù)序列與歷史遙測參數(shù)序列中的極值點(diǎn)個數(shù)相同；[0012]異常狀態(tài)提取單元，逐點(diǎn)計算兩個遙測數(shù)據(jù)序列中極值點(diǎn)的相對誤差，將得到的相對誤差與極值點(diǎn)閾值數(shù)據(jù)庫中存儲的極值點(diǎn)閾值進(jìn)行比較，其中相對誤差大于極值點(diǎn)閾值的極值點(diǎn)為異常極值點(diǎn)，根據(jù)異常極值點(diǎn)提取出遙測數(shù)據(jù)的異常時間段，對異常時間段的遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測。
[0013]所述對預(yù)處理后的待檢測遙測數(shù)據(jù)序列和歷史遙測數(shù)據(jù)序列的相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行計算的方法為:相關(guān)系數(shù)Cov的計算公式如下:
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【權(quán)利要求】
1.一種基于遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于包括:遙測數(shù)據(jù)預(yù)處理單元、相關(guān)度計算單元、極值點(diǎn)提取單元、異常狀態(tài)提取單元、遙測參數(shù)原始數(shù)據(jù)庫、相關(guān)度閾值數(shù)據(jù)庫、極值點(diǎn)閾值數(shù)據(jù)庫； 遙測參數(shù)原始數(shù)據(jù)庫，存儲遙測參數(shù)歷史遙測數(shù)據(jù)； 相關(guān)度閾值數(shù)據(jù)庫，存儲相關(guān)度閾值； 極值點(diǎn)閾值數(shù)據(jù)庫，存儲極值點(diǎn)閾值； 遙測數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，對特定時間長度的待檢測遙測數(shù)據(jù)序列和遙測參數(shù)原始數(shù)據(jù)庫中相同時間對應(yīng)的歷史遙測數(shù)據(jù)序列進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理內(nèi)容包括誤碼和奇異點(diǎn)剔除、均值計算和空值填充； 相關(guān)度計算單元；對預(yù)處理后的待檢測遙測數(shù)據(jù)序列和歷史遙測數(shù)據(jù)序列的相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行計算，得到待檢測遙測數(shù)據(jù)序列與歷史遙測數(shù)據(jù)序列的相關(guān)系數(shù)，對得到的相關(guān)系數(shù)與相關(guān)度閾值數(shù)據(jù)庫中存儲的相關(guān)度閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷哪些遙測參數(shù)存在異常，其中相關(guān)系數(shù)大于相關(guān)度閾值的遙測參數(shù)視為異常，否則視為正常； 極值點(diǎn)提取單元，對存在異常的遙測參數(shù)，提取出異常遙測參數(shù)對應(yīng)的待檢測遙測數(shù)據(jù)序列和歷史遙測數(shù)據(jù)序列中的極值點(diǎn)，通過線性內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)方法對兩個遙測數(shù)據(jù)序列相應(yīng)時間點(diǎn)的極值點(diǎn)進(jìn)行整合，使待檢測遙測參數(shù)序列與歷史遙測參數(shù)序列中的極值點(diǎn)個數(shù)相同； 異常狀態(tài)提取單元，逐點(diǎn)計算兩個遙測數(shù)據(jù)序列中極值點(diǎn)的相對誤差，將得到的相對誤差與極值點(diǎn)閾值數(shù)據(jù)庫中存儲的極值點(diǎn)閾值進(jìn)行比較，其中相對誤差大于極值點(diǎn)閾值的極值點(diǎn)為異常極值點(diǎn)，根據(jù)異常極值點(diǎn)提取出遙測數(shù)據(jù)的異常時間段，對異常時間段的遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述對預(yù)處理后的待檢測遙測數(shù)據(jù)序列和歷史遙測數(shù)據(jù)序列的相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行計算的方法為:相關(guān)系數(shù)Cov的計算公式如下:

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星異常狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述待檢測遙測數(shù)據(jù)序列X中極值點(diǎn)的提取方法為:
【文檔編號】G06F19/00GK103646167SQ201310596516
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】張雷, 孫波, 羅榮蒸, 劉鶴, 劉一帆, 張?zhí)锾? 儲海洋, 宋宏江, 胡勇 申請人:北京空間飛行器總體設(shè)計部