[發明專利]一種小樣本完好性風險評估方法

在審

• 申請號: 202110669462.2
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113298424A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 李亮;李瑞杰;王柳淇;趙琳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種小樣本完好性風險評估方法，包括步驟1，采集獨立序列樣本，建立小樣本數據集；步驟2，選用廣義Pareto分布模型，估計小樣本數據集模型參數；步驟3，利用K?S檢驗方法測試模型擬合優度；步驟4，利用步驟2建立的GPD模型，評估小樣本數據集的完好性風險；步驟5，分析極值理論與完好性風險的數值關系，搜索參數估計誤差補償值，提高評估保守性。本發明可以合理應對監測樣本數量有限、原始觀測誤差服從非高斯分布的場景約束，準確描述極值理論與完好性風險之間的數學關系，提升評估結果的保守性，嚴密評估系統完好性風險。

技術領域

本發明屬于完好性風險評估領域，具體涉及一種小樣本完好性風險評估方法，在監測樣本數量有限、原始觀測誤差服從非高斯分布的場景約束下，實現系統完好性風險評估。

背景技術

全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)涵蓋海、陸、空等多個軍民融合典型應用場景，例如無人機組編隊航行、智慧農機協同作業等等。剖析全球導航衛星系統應用場景可發現，GNSS頻繁涉及與生命安全相關的導航應用領域，可預見GNSS定位服務由高精度向高可靠性轉型是必然趨勢。

星基增強系統(Satellite Based Augmentation System，SBAS)作為一類兼顧精度與完好性的GNSS增強系統，被廣泛應用于民航等與生命安全相關的導航應用領域。隨著SBAS的快速發展，越來越多的國家開始建設本國SBAS，目前我國的北斗星基增強系統(BDSBAS)正處于關鍵建設時期，為確保BDSBAS的可靠性，地面控制段需長期監測系統運行統計特性、評估系統完好性風險指標，為系統服務性能優化提供參考。

由于BDSBAS監測歷史較短、評估樣本數量有限，系統運行統計特性難以確定，并且BDSBAS緊密的優化迭代計劃要求系統完好性風險評估必須快速、精確開展。因此提出一種方法，在監測樣本數量有限和原始觀測誤差服從非高斯分布情況下開展系統完好性風險評估具有重要意義。

發明內容

針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題是提供一種小樣本完好性風險評估方法，能在監測樣本數量有限和原始觀測誤差服從非高斯分布的場景約束下評估系統完好性風險。

為解決上述技術問題，本發明的一種小樣本完好性風險評估方法，包括以下步驟：

步驟1：采集獨立序列樣本，建立小樣本數據集；

步驟2：選用廣義Pareto分布模型，估計小樣本數據集模型參數；

步驟3：利用Kolmogorov-Smirnov檢驗方法測試模型擬合優度，得到通過K-S檢驗的廣義Pareto分布模型；

步驟4：利用步驟3得到的通過K-S檢驗的廣義Pareto分布模型，評估小樣本數據集的完好性風險；

步驟5：分析極值理論與完好性風險的數值關系，搜索參數估計誤差補償值，提高評估保守性。

本發明還包括：

1.步驟2中選用廣義Pareto分布模型，估計小樣本數據集模型參數具體為：

所述模型滿足：

其中，μ為選取的閾值參數，σ和γ分布代表尺度參數和形狀參數，γ為非負值，μ＝sort(Sample)_[N×0.99]，sort表示對樣本Sample進行從小到大排序，N為樣本個數，下標[N×0.99]表示選取位于序列99％處樣本值；

然后利用極大似然法MLE估計模型的尺度參數和形狀參數；

獲取閾值參數μ、尺度參數σ以及形狀參數γ后，模型分布表達式滿足：