一种基于数据稳定一致性的卫星健康状态评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数据稳定一致性的卫星健康状态评估方法。该方法包括了算法基础配置及数据调取，稳定性一致性评估，用户定制化权重调整，最终实现对在轨卫星单机产品的健康状态评估。此外，本发明专利技术还公开了一种基于数据稳定一致性的卫星健康状态评估系统。本发明专利技术的特点是完成了对在轨卫星单机的定量化的健康状态评估，充分利用稳定性和一致性检测评估方法和结果，能够排除或减小卫星单机产品对专家知识的依赖，并且能够根据用户进行定制化的稳定权重和一致性权重调整。稳定权重和一致性权重调整。稳定权重和一致性权重调整。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据稳定一致性的卫星健康状态评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及卫星单机的健康状态评估，尤其涉及一种基于数据稳定一致性的卫星单机产品的健康状态评估方法及系统。

技术介绍

[0002]卫星系统由许多元部件组成，结构复杂，加之轨道环境可能存在的不确定因素的影响，很难保证在轨运行期间不发生任何故障。卫星系统故障发生的形式多样，而且系统内各组成部分功能相关联，故障传播可能引起链式反应，一旦不能及时干预，将导致严重后果，因此对卫星开展有效的健康管理需求迫切。由于卫星故障模式多样且故障样本缺乏，目前尚未建立起系统完善的卫星故障数据库，导致依赖故障数据的故障诊断难以在实际中推广。尽管异常检测技术具有不依赖故障样本的特点，但其无法从遥参数据中挖掘足够的健康信息，不能对卫星健康状态的动态演化进行有效地表征。对此，健康评估技术具有不依赖故障样本、动态表征系统健康状态的能力，在实际应用条件下具有极大使用价值。
[0003]目前，卫星健康评估主要依赖层次分析法，例如：公开号为CN106570337A，公开日为2017年4月19日，名称为“一种航天器综合能力评估方法”的中国专利文献公开了一种航天器综合能力评估方法，在该专利文献所公开的技术方案，其依赖于层次分析法进行评估。
[0004]又例如：公开号为CN103218515A，公开日为2013年7月24日，名称为“基于变权分层评分的卫星健康状态评估方法”的中国专利文献公开了一种卫星健康状态评估方法。在该专利文献所公开的技术方案中，其采用了模糊评判法对卫星健康状态进行评估。
[0005]需要指出的是，上述的专利文献需要大量的专家知识来进行参数加权融合以及健康等级划分，而对于遥测参数中的历史数据没有进行更进一步的运用，同时由于专家知识自身的局限性，其推广泛化难度较大。
[0006]而在历史数据的使用方面，主要进行的是卫星的状态监视，当前的监视手段产品通常是设置单参数的阈值对产品的状态进行报警，但是通过分析历史数据规律，对卫星开展定量化的状态评估很少，科研生产中尚未有定量化的状态评估方法使用。当需要对单机的状态进行评估时，通常是专家对历史数据进行回放，依赖专家知识开展模糊的健康状态评估，给出依据经验的健康状态等级，无法完成定量化的准确的健康度计算。
[0007]基于此，需要一种能有效挖掘卫星健康信息，尽可能少依赖专家知识的健康评估技术，来对卫星健康状态进行实时有效地度量。对于卫星而言，由于任务特殊性，其历史数据往往很难表现出明显的衰退特征来进行健康状态退化的表征，但是卫星的历史数据的稳定一致性能够反映卫星当前参数偏移以及健康状态，目前在稳定一致性方面对卫星展开的工作很少，开展基于数据稳定一致性的卫星单机健康状态评估工作具有很大的应用前景。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于数据稳定一致性的卫星健康状态评估方法、系统及计算机介质。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术通过以下几个方面实现：
[0010]第一方面，本专利技术提出了一种基于数据稳定一致性的卫星健康状态评估方法，其包括如下步骤：
[0011]步骤S1：基于分系统以及单机两级筛选得到遥测参数；
[0012]步骤S2：基于步骤S1的遥测参数从系统数据库中调取得到遥测参数的历史数据，基于历史数据分别进行稳定性以及一致性评估，以获得单个遥测参数的稳定性结果以及单个遥测参数的一致性结果；
[0013]步骤S3：基于单个遥测参数的权重、单个遥测参数的稳定性结果以及一致性结果，获得单个遥测参数的健康度结果；
[0014]基于多个遥测参数间权重以及单个遥测参数的健康度结果计算获得卫星健康度结果；
[0015]步骤S4：基于卫星健康度结果获得最终的卫星健康状态评估结果。
[0016]优选地，在所述步骤S1中，所述遥测参数包括驱动机构温度、步进电机A绕组驱动电流以及步进电机B绕组驱动电流。
[0017]优选地，在所述步骤S2中，计算单个遥测参数的稳定性结果采用K-mean++算法。
[0018]优选地，在所述步骤S2中，计算单个遥测参数的稳定性采用MMD算法。
[0019]需要说明的是，MMD算法表示最大均值差异算法。
[0020]第二方面，本专利技术提出了一种卫星健康状态评估系统，所述卫星健康状态评估系统包括：
[0021]数据采集系统，所述数据采集系统实时采集卫星在入轨稳定后的各项数据；
[0022]数据传输系统，所述数据传输系统将所述数据采集系统采集的数据传输至系统数据库；
[0023]系统数据库，系统数据库存储来自数据传输系统的数据；
[0024]处理系统，所述处理系统包括分系统筛选器、单机筛选器以及处理装置，其执行以下步骤；
[0025]步骤S1：基于分系统以及单机两级筛选得到遥测参数；
[0026]步骤S2：基于步骤S2的遥测参数从系统数据库中调取得到遥测参数的历史数据，基于历史数据分别进行稳定性以及一致性评估，以获得单个遥测参数的稳定性结果以及单个遥测参数的一致性结果；
[0027]步骤S3：基于单个遥测的权重、单个遥测参数的稳定性结果以及一致性结果，获得单个参数的健康度结果；
[0028]基于多个遥测参数间权重以及单个参数的健康度结果计算获得卫星健康度结果；
[0029]步骤S4：基于卫星健康度结果获得最终的卫星健康状态评估结果。
[0030]优选地，所述遥测参数包括驱动机构温度、步进电机A绕组驱动电流以及步进电机B绕组驱动电流。
[0031]优选地，在所述步骤S2中，计算单个遥测参数的稳定性结果采用K-mean++算法。
[0032]优选地，在所述步骤S2中，计算单个遥测参数的稳定性采用MMD算法。
[0033]优选地，当所述遥测参数包括驱动机构温度、步进电机A绕组驱动电流以及步进电机B绕组驱动电流时，其权重分配分别为0.6、0.2以及0.2。
[0034]第三方面，本专利技术还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有处理程序，所述处理程序被处理器执行时实现上述的卫星健康状态评估方法。
[0035]与现有技术相比，本专利技术所述的基于数据稳定一致性的卫星健康状态评估方法、系统及计算机介质具有如下的有益效果：
[0036]1、本专利技术可以能有效挖掘卫星健康信息，尽可能少依赖专家知识的健康评估技术，来对卫星健康状态进行实时有效地度量。
[0037]2、本专利技术可以实现对于卫星装置，尤其是其驱动机构的健康状态的实时监控，算法简单，结果准确，适应性广。
[0038]3、本专利技术通过算法基础配置及数据调取，稳定性一致性评估以及用户定制化权重调整，最终实现对在轨卫星单机产品的健康状态评估。本专利技术的特点是完成了对在轨卫星单机的定量化的健康状态评估，充分利用稳定性和一致性检测评估方法和结果，能够排除或减小卫星单机产品对专家知识的依赖，并且能够根据用户进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据稳定一致性的卫星健康状态评估方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤S1：基于分系统以及单机两级筛选得到遥测参数；步骤S2：基于步骤S1的遥测参数从系统数据库中调取得到遥测参数的历史数据，基于历史数据分别进行稳定性以及一致性评估，以获得单个遥测参数的稳定性结果以及单个遥测参数的一致性结果；步骤S3：基于单个遥测参数的权重、单个遥测参数的稳定性结果以及一致性结果，获得单个遥测参数的健康度结果；基于多个遥测参数间权重以及单个遥测参数的健康度结果计算获得卫星健康度结果；步骤S4：基于卫星健康度结果获得最终的卫星健康状态评估结果。2.根据权利要求1所述的卫星健康状态评估方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述遥测参数包括驱动机构温度、步进电机A绕组驱动电流以及步进电机B绕组驱动电流。3.根据权利要求1所述的卫星健康状态评估方法，其特征在于，在所述步骤S2中，计算单个遥测参数的稳定性结果采用K-mean++算法。4.根据权利要求1所述的卫星健康状态评估方法，其特征在于，在所述步骤S2中，计算单个遥测参数的稳定性采用MMD算法。5.一种基于数据稳定一致性的卫星健康状态评估系统，其特征在于，所述卫星健康状态评估系统包括：数据采集系统，所述数据采集系统实时采集卫星在入轨稳定后的各项数据；数据传输系统，所述数据传输系统将所述数据采集系统采集的数据传输至系统数据库；系统数据库，系统数据库存储来自数据传输系统的数据；处理系统，所述处理系统包括分系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：党建成，张发家，蔡先军，周军，董房，张国勇，杨同智，庄建昆，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：