[发明专利]一种基于MMD分析的卫星遥测一致性检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于MMD分析的卫星遥测一致性检测方法及系统。其中，本发明所述的基于MMD分析的卫星遥测一致性检测方法根据卫星遥测的时间连续性进行分段；采用MMD距离对分段后得到的时间序列之间的相似性度量；结合正常的卫星历史遥测数据对最新的卫星遥测数据进行一致性分析，实现卫星的异常状态检测。解决了由于数据在时间维度累积的异常以及随机误码点引起的传统方法的漏检和虚警问题。

技术领域

本发明涉及卫星在轨运行期间的异常状态检测技术，尤其涉及卫星遥测参数的一致性检测。

背景技术

随着航天技术的不断发展，卫星在轨运行的主要工作方式为：长期自主运行为主，地面遥控为辅。目前，卫星遥测数据是地面工作人员判断卫星运行状态的重要依据，对卫星遥测数据进行一致性分析对卫星异常检测具有重要意义。

现有的一致性检测方法多从数据形态和数值大小上进行相似性度量从而实现一致性分析判别。常见的方法有根据动态时间归整(Dynamic Time Warping,DTW)距离来判断卫星遥测是否异常，根据欧氏距离、皮尔逊距离等范数距离来判断卫星遥测是否异常。但卫星遥测数据往往具有存在随机性误码点，异常可能表现在累积时间维度而非某一时刻的数据幅值上等特点，使现在应用的时间序列相似性度量方法，DTW、欧氏距离、皮尔逊距离等难以实现较为精准的一致性检测，进而导致对卫星遥测数据的异常检测结果不够准确。

例如：公开号为CN106494648A，公开日为2017年3月15日，名称为“两台星敏感器的在轨表决系统和方法”的中国专利文献公开了一种两台星敏感期的在轨表决方法。在该专利文献所公开的技术方案中，其采用的是欧式距离法对于两个小型微型数据一致性进行判断，但是其不适用于卫星遥测数据的检测。

基于此，本发明提出了一种基于MMD分析的卫星遥测一致性检测技术弥补上述不足，通过对这些时间序列相似的遥测数据进行相似性的定量度量，从而实现对遥测数据的一致性分析，实现卫星的异常状态检测，在卫星发生故障前及时进行维修等操作，延长卫星的剩余使用寿命。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于MMD分析的卫星遥测一致性检测方法及系统及计算机介质。

为了实现上述目的，本发明通过以下几个方面实现：

第一方面，本发明提出一种基于MMD分析的卫星遥测一致性检测方法，其包括如下步骤：

步骤S1：选取待检测的遥测数据判断是否为正常数值，若是，则结束步骤，若否，则进入步骤S2；

步骤S2：构建卫星遥测数据模板，所述卫星遥测数据模板包括模板空间样本{X_m1,X_m2,X_m3,…X_mn}和MMD异常临界值d_max；

对待检测的遥测数据进行数据切割，获得待检测遥测数据样本{X_t1,X_t2,X_t3,…X_tk}；

将待检测遥测数据分割出的待检测遥测数据样本{X_t1,X_t2,X_t3,…X_tk}与模板空间有样本{X_m1,X_m2,X_m3,…X_mn}分别计算MMD距离；

当计算得到的MMD距离的最大值超过MMD异常临界值d_max时，判断为异常数据；若没有超过，则判断为非异常数据。

需要说明的是，本案中MMD表示最大均值差异(Maximum Mean Discrepancy,MMD)。