[發明專利]一種基于多參數關聯的在軌衛星異常狀態監測方法及系統

有效

• 申請號: 201710852330.7
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107644148B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 孫鵬;金光;陸崢;楊天社;羅鵬程;傅娜
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

1.一種基于多參數關聯的在軌衛星異常狀態監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

收集衛星遙測參數歷史數據并獲取對應散點圖；

根據衛星在正常狀態下的遙測參數歷史數據對應的散點圖，基于最大互信息系數得到遙測參數取值空間上的關聯關系模型，所述遙測參數取值空間上的關聯關系模型確定方式包括以下步驟：

計算衛星S₁遙測參數數據之間的第一最大互信息系數以及衛星S₂遙測參數數據之間的第二最大互信息系數，確定第一最大互信息系數所對應的第一網格劃分方案以及第二最大互信息系數對應的第二網格劃分方案；

將衛星S₂遙測參數數據放入第一網格劃分方案得到第二互信息系數；

若衛星S₂的第二互信息系數與第二最大互信息系數的差值大于額定誤差則合并第一網格劃分方案和第二網格劃分方案作為新的第一網格劃分方案；

遍歷所有衛星S_q重復上述第一網格劃分方案的構建過程并以最終的第一網格劃分方案作為遙測參數之間的關聯關系模型；

根據衛星在正常狀態下和異常狀態下的遙測參數歷史數據對應的散點圖結合關聯關系模型計算出衛星在正常狀態下和異常狀態下的互信息系數并確定互信息系數的分布；

接收在軌衛星的遙測參數數據，根據關聯關系模型計算遙測參數之間的互信息系數，所述遙測參數之間的互信息系數的確定方式包括步驟：

設置時間窗口[t，t+L]，獲取[t，t+L]時間窗口內遙測參數的數據，數據量為n，記

其中n_h，l為網格劃分方案第h行第l列網格中數據個數，n_h，·＝∑_lh_h，l，n_·，l＝∑_hh_h，l，則基于時間窗口[t，t+L]內遙測參數計算X_i和X_j的互信息系數為

其中關聯關系模型即網格劃分方案的第h行第l列網格記為網格(h，l)；

將時間窗口移動至[t+1，t+1+L]，設時刻t的數據點落入網格(h₁，l₁)中，時刻t+1+L的數據落入網格(h₂，l₂)中，基于時間窗口[t+1，t+1+L]內遙測參數計算X_i和X_j的互信息系數，更新各網格內數據點個數的規則如下：

若h₁＝h₂且l₁＝l₂，則X_i和X_j的互信息系數為：

IC_t+1＝IC_t，

保持各網格內數據點數量不變；

若h₁≠h₂或l₁≠l₂，則X_i和X_j的互信息系數為：

其中，

n_h，·＝∑_lh_h，l，n_·，l＝∑_hh_h，l

更新各網格內數據點數量：網格(h₁，l₁)內數據點數量為網格(h₂，l₂)內數據點數量為除(h₁，l₁)、(h₂，l₂)外其余網格內數據點數量不變；

根據遙測參數之間的互信息系數與衛星在正常狀態下以及異常狀態下的互信息系數的分布計算馬氏距離，根據馬氏距離判斷多參數關聯狀態是否異常。