[发明专利]一种卫星季节波动遥测的自适应稳定性检测方法

说明书

本发明公开了一种卫星季节波动遥测的自适应稳定性检测方法，包括：将卫星历史遥测参数数据分解为属于卫星遥测数据长期特征的趋势项、属于季节性干扰产生的高频部分的季节项以及属于随机部分的残差项；利用所述趋势项、季节项和残差项建立卫星稳定性检测包络；利用所建立的卫星稳定性检测包络，对卫星实时遥测参数数据进行稳定性检测。

技术领域

本发明涉及一种卫星健康评估，特别是涉及一种卫星季节波动遥测的自适应稳定性检测方法。

背景技术

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，因此在卫星的在轨运行中，对卫星的遥测参数进行稳定性检测需求迫切。由于卫星在轨运行中，其变化趋势波动以及变化幅度较小，并且由于卫星在轨运行中其遥测参数收到季节性影响，在退化趋势下又有着季节性的周期特征，直接根据专家经验以及遥测数据观测来判断其稳定性是十分困难的。根据历史数据建立起考虑季节性特征的自适应稳定性检测方法在实际应用中具有很大的使用价值。

目前，卫星健康评估主要依赖层次分析法、模糊评判法等技术。这些方法往往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。

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，但是由于卫星遥测参数具有季节性特征，这种方法在实际应用中不仅工作量巨大而且泛化能力较差，无法进行自适应的稳定性检测。

对此，需要一种能有效挖掘卫星稳定性信息，尽可能少依赖专家经验的方法，对卫星的稳定性进行自适应的检测。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。

发明内容

本发明的目的是提供一种卫星季节波动遥测的自适应稳定性检测方法，通过有效挖掘卫星稳定性信息，尽可能少依赖专家经验的方法，对卫星的稳定性进行自适应的检测。

实现上述目的的本发明的一种卫星季节波动遥测的自适应稳定性检测方法包括：

将卫星历史遥测参数数据分解为属于卫星遥测参数长期特征的趋势项、属于季节性干扰产生的高频部分的季节项以及属于随机部分的残差项；

利用所述趋势项、季节项和残差项建立卫星稳定性检测包络；

利用所建立的卫星稳定性检测包络，对卫星实时遥测参数数据进行稳定性检测。

优选地，所述将卫星历史遥测参数数据分解为属于卫星遥测参数长期特征的趋势项、属于季节性干扰产生的高频部分的季节项以及属于随机部分的残差项包括：

从卫星历史遥测参数数据中获取卫星遥测数据的退化轨迹；

利用时间序列分解算法对所述退化轨迹进行分解处理，从中分解出属于卫星遥测数据长期特征的趋势项、属于季节性干扰产生的高频部分的季节项以及属于随机部分的残差项。

优选地，所述时间序列分解算法是以鲁棒局部加权回归作平滑的时间序列分解算法STL；所述STL通过内循环与外循环中一系列的平滑处理，逐渐分离出趋势项和季节项。

优选地，所述内循环的每一次计算中趋势分量与季节分量逐步更新；在外循环中，由上一次内循环的结果计算鲁棒权重，用于减少下一次内循环中少量的噪声引起的异常。

优选地，从历史卫星遥测数据中获取卫星历史遥测参数数据的退化轨迹包括：

将卫星历史遥测参数数据按天取平均值；