[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于地面測(cè)試數(shù)據(jù)的衛(wèi)星貝葉斯網(wǎng)絡(luò)健康確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310611919.X
• 申請(qǐng)日: 2013-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103678886B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫波;張雷;羅榮蒸;胡勇;顧佳琦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類(lèi)號(hào): G06F19/00
• 分類(lèi)號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心11009
• 代理人: 安麗

1.一種基于地面測(cè)試數(shù)據(jù)的衛(wèi)星貝葉斯網(wǎng)絡(luò)健康確定方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)：構(gòu)建用于確定待評(píng)估衛(wèi)星健康狀態(tài)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，其中貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的葉子節(jié)點(diǎn)為整星健康狀態(tài)，中間節(jié)點(diǎn)為星上設(shè)備，根節(jié)點(diǎn)為星上設(shè)備對(duì)應(yīng)的地面測(cè)試參數(shù)；

（2）確定訓(xùn)練樣本：從待評(píng)估衛(wèi)星的地面測(cè)試歷史數(shù)據(jù)中提取各根節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地面測(cè)試參數(shù)歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行誤碼和奇異點(diǎn)剔除、空值填充和均值計(jì)算預(yù)處理；對(duì)其中的連續(xù)變量進(jìn)行離散化，確定從連續(xù)屬性到離散屬性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即將數(shù)值屬性的值域劃分為若干子區(qū)間，每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)一個(gè)離散值；根據(jù)歷史評(píng)估結(jié)果確定根節(jié)點(diǎn)不同取值條件下中間節(jié)點(diǎn)的取值，以及中間節(jié)點(diǎn)不同取值條件下葉子節(jié)點(diǎn)的取值；經(jīng)過(guò)預(yù)處理、離散化的根節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的中間節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成衛(wèi)星貝葉斯網(wǎng)絡(luò)健康確定模型的訓(xùn)練樣本；

（3）利用步驟（2）得到的訓(xùn)練樣本訓(xùn)練步驟（1）所構(gòu)建的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，得到條件概率：通過(guò)訓(xùn)練樣本統(tǒng)計(jì)所構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中根節(jié)點(diǎn)和各中間節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率，并據(jù)此進(jìn)一步計(jì)算得到各父節(jié)點(diǎn)取不同值條件下子節(jié)點(diǎn)的條件概率，即得到各根節(jié)點(diǎn)取不同值條件下中間節(jié)點(diǎn)的條件概率、各中間節(jié)點(diǎn)取不同值條件下葉子節(jié)點(diǎn)的條件概率；

（4）確定衛(wèi)星健康狀態(tài)：將待評(píng)估衛(wèi)星經(jīng)過(guò)誤碼和奇異點(diǎn)剔除、空值填充和均值計(jì)算預(yù)處理后得到的各根節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前地面測(cè)試參數(shù)輸入步驟（1）所構(gòu)建的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)根據(jù)步驟（3）得到的條件概率計(jì)算輸出整星的健康狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地面測(cè)試數(shù)據(jù)的衛(wèi)星貝葉斯網(wǎng)絡(luò)健康確定方法，其特征在于：所述步驟（2）中提取各根節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地面測(cè)試參數(shù)歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行誤碼和奇異點(diǎn)剔除、空值填充預(yù)處理的實(shí)現(xiàn)方法如下：

奇異點(diǎn)剔除主要采用計(jì)算各根節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地面測(cè)試參數(shù)歷史數(shù)據(jù)的序列平均值和方差值，通過(guò)平均值加減三倍方差值的方式確定出測(cè)試數(shù)據(jù)中95%的數(shù)據(jù)應(yīng)該處于的數(shù)據(jù)范圍，從而剔除出不在此范圍內(nèi)的奇異點(diǎn)數(shù)據(jù)，直接將該數(shù)據(jù)點(diǎn)置為空；計(jì)算剔除誤碼和奇異點(diǎn)后測(cè)試數(shù)據(jù)的分鐘均值；對(duì)于空值點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用線(xiàn)性插值的方法對(duì)空值點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)值，從而形成一個(gè)完整的數(shù)列，假設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)序列的缺失數(shù)據(jù)段為X_t,X_t+1,L,X_t+M-1，則線(xiàn)性?xún)?nèi)插法數(shù)據(jù)補(bǔ)點(diǎn)公式為：

Xt+i=Xt-i+Xt+M-Xt-1M+1]]>

其中，i=0,1,2,L,M-1，2≤t≤M-1，M為缺失測(cè)試數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，M為大于等于3的自然數(shù)，X為待檢測(cè)測(cè)試數(shù)據(jù)序列，X_t,X_t+1,L,X_t+M-1為缺失測(cè)試數(shù)據(jù)，X_t-1、X_t+M分別為缺失測(cè)試數(shù)據(jù)段開(kāi)頭的前一個(gè)數(shù)據(jù)、缺失測(cè)試數(shù)據(jù)段末尾的后一個(gè)遙測(cè)數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地面測(cè)試數(shù)據(jù)的衛(wèi)星貝葉斯網(wǎng)絡(luò)健康確定方法，其特征在于：所述步驟（3）中計(jì)算各父節(jié)點(diǎn)取不同值條件下子節(jié)點(diǎn)的條件概率的方法如下：

P(Y=yj|X=xi)=P(Y=yj,X=xi)P(Y=yj)]]>

其中，Y={y₁,y₂,...,y_N}，X={x₁,x₂,...,x_K}，1≤i≤K，1≤j≤N，K，N均為自然數(shù)；X、Y均為所構(gòu)建的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，Y為X的子節(jié)點(diǎn)，X為Y的父節(jié)點(diǎn)；P(Y=y_j,X=x_i)為Y=y_j、X=x_i的先驗(yàn)概率，P(Y=y_j)為Y=y_j的先驗(yàn)概率；P(Y=y_j|X=x_i)為X=x_i條件下Y=y_j的條件概率。