[發明專利]衛星內部各分系統間工作狀態關聯程度測量方法及系統

在審

• 申請號: 202210801793.1
• 申請日: 2022-07-08
• 公開（公告）號: CN115184963A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 馬友;賈樹澤;田思維;張媛媛
• 申請（專利權）人: 國家衛星氣象中心(國家空間天氣監測預警中心)
• 主分類號: G01S19/07
• 分類號: G01S19/07;G01S19/20;G01S19/39
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 張顯益

本發明提供一種衛星內部各分系統間工作狀態關聯程度測量方法及系統，屬于航天航空技術領域，所述方法包括：利用衛星內部任意兩個分系統全部通道的遙測數據，對所述兩個分系統進行聯合隨機多維向量建模；基于所述聯合隨機多維向量建模的結果，計算所述兩個分系統之間的工作狀態關聯度。本發明提供的衛星內部各分系統間工作狀態關聯程度測量方法及系統，可通過采集各通道的衛星遙測數據，以將衛星各分系統建模為由多遙測通道、多數據觀測時刻的高維數據對象，在此基礎上實現多維數據對象之間的關聯度測量，進而能準確反應分系統之間的工作狀態關聯度，能夠對衛星整體進行主動的安全預警，具有重要的研究和應用價值。

技術領域

本發明涉及航天航空技術領域，尤其涉及一種衛星內部各分系統間工作狀態關聯程度測量方法及系統。

背景技術

隨著航空航天事業發展迅速，在軌衛星數量呈現體系化、全領域化的快速增長，這對衛星的安全管理提出了更細致化的科學要求。然而，目前的衛星安全管理技術重點主要在異常值監測方面，整體上是一種被動應對方案。

當前的衛星安全診斷方法大多僅局限與單一系統，而忽略了挖掘系統之間的工作狀態關聯關系，例如：

本領域技術人員提出了基于數據驅動的衛星異常檢測算法，利用神經網絡和概率聚類建立衛星安全診斷的卷積神經網絡模型，雖然將衛星看為一個整體，但是神經網絡的先天黑盒特點并不能挖掘衛星內部各系統的工作狀態關聯聯系，這不能滿足大多實際業務中將衛星內部分系統進行細致地安全管理的要求。

本領域技術人員還提出了基于模糊權變原理的衛星安全評估方法，對衛星安全提出了從部件級別、系統級別最終到整體級別的多層次評價方法，雖然考慮到了將各分系統之間工作狀態分別進行評價，但是仍然沒有提出如何評價各分系統之間的關聯影響。

現有的衛星安全診斷方法，對衛星安全管理的兩個方面產生了不利影響:

1)難以全面準確評價衛星總體安全狀態；

2)單系統安全出現問題時不能及時發現對其他系統的影響。

發明內容

本發明提供一種衛星內部各分系統間工作狀態關聯程度測量方法及系統，用以解決目前的衛星安全檢測時僅僅局限與單一分系統，而忽略了挖掘各分系統之間的工作狀態關聯關系，不能對高維數據對象進行關聯度分析的缺點。

第一方面，本發明提供一種衛星內部各分系統間工作狀態關聯程度測量方法，包括：

利用衛星內部任意兩個分系統全部通道的遙測數據，對所述兩個分系統進行聯合隨機多維向量建模；

基于所述聯合隨機多維向量建模的結果，計算所述兩個分系統之間的工作狀態關聯度。

根據本發明提供的衛星內部各分系統間工作狀態關聯程度測量方法，所述利用衛星內部任意兩個分系統全部通道的遙測數據，對所述兩個分系統進行聯合隨機多維向量建模，包括：

分別獲取所述兩個分系統中的各分系統全部通道在T個觀測時刻的遙測數據，以確定各分系統在所述T個觀測時刻的工作狀態；所述各分系統在所述T個觀測時刻的工作狀態，表示為各分系統全部通道在T個觀測時刻的遙測數據構成的觀測值矩陣；

將所述兩個分系統中的工作狀態統一建模為聯合隨機多維分布向量。

根據本發明提供的衛星內部各分系統間工作狀態關聯程度測量方法，所述基于所述聯合隨機多維向量建模的結果，計算所述兩個分系統之間的工作狀態關聯度，包括：

分別獲取各分系統在任意兩個觀測時刻所述工作狀態的變化差異度；

利用所述聯合隨機多維分布向量，分別計算各分系統在所述T個觀測時刻的工作狀態的變化差異度的第一協方差和第二協方差、兩個分系統之間的在所述T個觀測時刻的工作狀態的變化差異度的第三協方差；