全文摘要
本申请涉及一种太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断方法、系统、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据，根据当前时间段内的实时遥测数据和延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列，根据实时数据序列，得到实时遥测数据的实时趋势信息，根据延时数据序列，得到延时遥测数据的延时趋势信息，根据实时趋势信息和延时趋势信息，得到当前时间段内待监测参数的综合度量指标，获取待监测参数的历史综合度量指标，根据历史综合度量指标和综合度量指标，判断待监测参数是否异常。采用本方法能够实现参数异常变化趋势判断的简便性、实时性以及提高参数变化的辨识度。
主设计要求
1.一种太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断方法，所述方法包括：获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据；根据当前时间段内的所述实时遥测数据和所述延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列；根据所述实时数据序列，得到所述实时遥测数据的实时趋势信息；根据所述延时数据序列，得到所述延时遥测数据的延时趋势信息；根据所述实时趋势信息和所述延时趋势信息，得到所述当前时间段内待监测参数的综合度量指标；获取待监测参数的历史综合度量指标，根据所述历史综合度量指标和所述综合度量指标，判断待监测参数是否异常；根据所述历史综合度量指标和所述综合度量指标，判断待监测参数是否异常，包括：根据所述综合度量指标和所述历史综合度量指标的差值的绝对值，与所述历史综合度量指标的比值，得到趋势度量值趋势率；根据所述趋势度量值趋势率是否在阈值范围内，判断待监测参数是否异常。
设计方案
1.一种太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断方法，所述方法包括：
获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据；
根据当前时间段内的所述实时遥测数据和所述延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列；
根据所述实时数据序列，得到所述实时遥测数据的实时趋势信息；根据所述延时数据序列，得到所述延时遥测数据的延时趋势信息；
根据所述实时趋势信息和所述延时趋势信息，得到所述当前时间段内待监测参数的综合度量指标；
获取待监测参数的历史综合度量指标，根据所述历史综合度量指标和所述综合度量指标，判断待监测参数是否异常；
根据所述历史综合度量指标和所述综合度量指标，判断待监测参数是否异常，包括：
根据所述综合度量指标和所述历史综合度量指标的差值的绝对值，与所述历史综合度量指标的比值，得到趋势度量值趋势率；
根据所述趋势度量值趋势率是否在阈值范围内，判断待监测参数是否异常。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据，包括：
当检测到太阳同步轨道卫星进入预先设置可观测区域时，与太阳同步轨道卫星建立连接；
向太阳同步轨道卫星发送获取待监测参数的延时遥测数据和实时遥测数据的数据请求；
根据所述数据请求，接收太阳同步轨道卫星发送的所述延时遥测数据，以及，实时接收太阳同步轨道卫星发送的待检测参数的实时数据，根据所述实时数据，生成所述实时遥测数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前时间段内的所述实时遥测数据和所述延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列，包括：
根据所述实时遥测数据中各个数据点的时间顺序，对所述实时遥测数据进行排序，生成实时数据序列；
根据所述延时遥测数据中各个数据点的时间顺序，对所述延时遥测数据进行排序，生成延时数据序列。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述实时数据序列，得到所述实时遥测数据的实时趋势信息；根据所述延时数据序列，得到所述延时遥测数据的延时趋势信息，包括：
根据所述实时数据序列，得到所述实时遥测数据对应的实时数据平均值；分别获取所述实时数据序列中的最大实时数据和最小实时数据；
根据所述最大实时数据和所述实时数据平均值的差值与所述实时数据平均值和所述最小实时数据的差值的比值，得到实时趋势信息；
根据所述延时数据序列，得到所述延时遥测数据对应的延时数据平均值；分别获取所述延时数据序列中的最大延时数据和最小延时数据；
根据所述最大延时数据和所述延时数据平均值的差值与所述延时数据平均值和所述最小延时数据的差值的比值，得到延时趋势信息。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，根据所述实时趋势信息和所述延时趋势信息，得到所述当前时间段内待监测参数的综合度量指标，包括：
获取预先设置的所述实时趋势信息的第一权值和预先设置的所述延时趋势信息的第二权值；
根据所述第一权值和所述第二权值，分别对所述实时趋势信息和所述延时趋势信息进行加权求和，得到所述当前时间段内待监测参数的综合度量指标。
6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，
在获取待监测参数的历史综合度量指标之前，所述方法还包括：
判断数据库中是否存储了历史综合度量指标；
若否，则将所述综合度量指标存储至数据库中作为历史综合度量指标；
或，在根据所述历史综合度量指标和所述综合度量指标，判断待监测参数是否异常之后，还包括：
确定所述综合度量指标和所述历史综合度量指标选中的最大值，根据所述最大值，对所述数据库中的历史综合度指标进行更新。
7.一种太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据；
序列生成模块，用于根据当前时间段内的所述实时遥测数据和所述延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列；
趋势获取模块，用于根据所述实时数据序列，得到所述实时遥测数据的实时趋势信息；根据所述延时数据序列，得到所述延时遥测数据的延时趋势信息；
指标计算模块，用于根据所述实时趋势信息和所述延时趋势信息，得到所述当前时间段内待监测参数的综合度量指标；
判断模块，用于获取待监测参数的历史综合度量指标，根据所述历史综合度量指标和所述综合度量指标，判断待监测参数是否异常；
判断模块还用于根据所述综合度量指标和所述历史综合度量指标的差值的绝对值，与所述历史综合度量指标的比值，得到趋势度量值趋势率；根据所述趋势度量值趋势率是否在阈值范围内，判断待监测参数是否异常。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
设计说明书
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断方法和系统。
背景技术
卫星在空间环境中在轨运行、管理、监测以及执行任务过程中，其子系统及部件会产生海量的遥测数据。对遥测数据进行处理和分析，可以反映卫星在轨功能和性能上发生的缓慢的、趋势性的变化。而针对卫星系统在功能及性能上异常变化趋势的在轨判别与辨识，可对卫星在轨状态以及性能进行提前预警，在早期及时发现卫星状态参数的异常变化并根据辨识情况调整卫星系统在轨操作行为，这对卫星系统保持在轨健康状况、延长使用寿命以及提高任务完成效益都具有重要意义。
目前，在遥测数据异常检测方面所采用的方法主要分为两类，一种是直接利用原始遥测数据进行检测辨识，另一种则是根据遥测数据特征进行检测辨识。在第一类方法中，典型的方法就是门限判断法，即根据卫星遥测参数值是否落在给定的上下限范围内辨识是否存在异常，但这种方法在遥测参数上下限值差别较大时，难以快速发现遥测参数异常变化的趋势；在第二类方法中，较常用的是采用傅里叶变换或者小波变换等技术，提取遥测参数的频谱特征、趋势特征等等，再根据相这些特征量的统计学特征值（如均值、方差等）来进行卫星遥测参数异常变化的辨识，但是往往这些特征提取技术较为复杂、计算量大、时效性不强，一般难以满足卫星遥测参数异常变化趋势的在轨辨识要求。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断方法。
一种太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断方法，所述方法包括：
获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据；
根据当前时间段内的所述实时遥测数据和所述延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列；
根据所述实时数据序列，得到所述实时遥测数据的实时趋势信息；根据所述延时数据序列，得到所述延时遥测数据的延时趋势信息；
根据所述实时趋势信息和所述延时趋势信息，得到所述当前时间段内待监测参数的综合度量指标；
获取待监测参数的历史综合度量指标，根据所述历史综合度量指标和所述综合度量指标，判断待监测参数是否异常。
在其中一个实施例中，还包括：当检测到太阳同步轨道卫星是进入预先设置可观测区域时，与太阳同步轨道卫星建立连接；向太阳同步轨道卫星发送获取待监测参数的延时遥测数据和实时遥测数据的数据请求；根据所述数据请求，接收太阳同步轨道卫星发送的所述延时遥测数据，以及，实时接收太阳同步轨道卫星发送的待检测参数的实时数据，根据所述实时数据，生成所述实时遥测数据。
在其中一个实施例中，根据所述实时遥测数据中各个数据点的时间顺序，对所述实时遥测数据进行排序，生成实时数据序列；根据所述延时遥测数据中各个数据点的时间顺序，对所述延时遥测数据进行排序，生成延时数据序列。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述实时数据序列，得到所述实时遥测数据对应的实时数据平均值；分别获取所述实时数据序列中的最大实时数据和最小实时数据；根据所述最大实时数据和所述实时数据平均值的差值与所述实时数据平均值和所述最小实时数据的差值的比值，得到实时趋势信息；根据所述延时数据序列，得到所述延时遥测数据对应的延时数据平均值；分别获取所述延时数据序列中的最大延时数据和最小延时数据；根据所述最大延时数据和所述延时数据平均值的差值与所述延时数据平均值和所述最小延时数据的差值的比值，得到延时趋势信息。
在其中一个实施例中，还包括：获取预先设置的所述实时趋势信息的第一权值和预先设置的所述延时趋势信息的第二权值；根据所述第一权值和所述第二权值，分别对所述实时趋势信息和所述延时趋势信息进行加权求和，得到所述当前时间段内待监测参数的综合度量指标。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述综合度量指标和所述历史综合度量指标的差值的绝对值，与所述历史综合度量指标的比值，得到趋势度量值趋势率；根据所述趋势度量值趋势率是否在阈值范围内，判断待监测参数是否异常。
在其中一个实施例中，还包括：判断数据库中是否存储了历史综合度量指标；若否，则将所述综合度量指标存储至数据库中作为历史综合度量指标，或，确定所述综合度量指标和所述历史综合度量指标选中的最大值，根据所述最大值，对所述数据库中的历史综合度指标进行更新。
一种太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断系统，所述系统包括：
数据获取模块，用于获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据；
序列生成模块，用于根据当前时间段内的所述实时遥测数据和所述延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列；
趋势获取模块，用于根据所述实时数据序列，得到所述实时遥测数据的实时趋势信息；根据所述延时数据序列，得到所述延时遥测数据的延时趋势信息；
指标计算模块，用于根据所述实时趋势信息和所述延时趋势信息，得到所述当前时间段内待监测参数的综合度量指标；
判断模块，用于获取待监测参数的历史综合度量指标，根据所述历史综合度量指标和所述综合度量指标，判断待监测参数是否异常。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据；
根据当前时间段内的所述实时遥测数据和所述延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列；
根据所述实时数据序列，得到所述实时遥测数据的实时趋势信息；根据所述延时数据序列，得到所述延时遥测数据的延时趋势信息；
根据所述实时趋势信息和所述延时趋势信息，得到所述当前时间段内待监测参数的综合度量指标；
获取待监测参数的历史综合度量指标，根据所述历史综合度量指标和所述综合度量指标，判断待监测参数是否异常。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据；
根据当前时间段内的所述实时遥测数据和所述延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列；
根据所述实时数据序列，得到所述实时遥测数据的实时趋势信息；根据所述延时数据序列，得到所述延时遥测数据的延时趋势信息；
根据所述实时趋势信息和所述延时趋势信息，得到所述当前时间段内待监测参数的综合度量指标；
获取待监测参数的历史综合度量指标，根据所述历史综合度量指标和所述综合度量指标，判断待监测参数是否异常。
上述太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断方法、系统、计算机设备和存储介质，通过获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据，根据当前时间段内的实时遥测数据和延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列，根据实时数据序列，得到实时遥测数据的实时趋势信息，根据延时数据序列，得到延时遥测数据的延时趋势信息，从数据层面，无需对数据进行复杂的处理，计算量较少，从而具备实时性，另一方面，根据实时趋势信息和延时趋势信息，得到当前时间段内待监测参数的综合度量指标，获取待监测参数的历史综合度量指标，根据历史综合度量指标和综合度量指标，判断待监测参数是否异常，通过上述处理，可以将需要检测的数据进行指标化，从而通过对指标监控，辨识度较高。通过发明实施例，可以实现参数异常变化趋势判断的简便性、实时性以及提高参数变化的辨识度。
附图说明
图1为一个实施例中太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断的应用场景图；
图2为一个实施例中太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断的流程示意图；
图3为一个实施例中实时遥测数据和延时遥测数据获取步骤的流程示意图；
图4为一个实施例中太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断系统的结构框图；
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断方法，可以应用于图1所示的应用环境中。其中，太阳同步轨道卫星102通过网络与服务器104进行网络通信。其中，太阳同步轨道卫星102可以是气象卫星、地球资源卫星等，服务器104不限于可以独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群实现。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种太阳同步轨道卫星遥测参数异常判断方法，以该方法应用于图1中的服务器为例，包括以下步骤：
步骤202，获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据。
待监测参数是遥测数据中的一种，轨道运行在空运行时，涉及大量的运行数据，例如：测控信息、故障信息、载荷性能信息等，这些信息中均包含大量的隐藏信息，通过对遥测数据进行分析，可以反映太阳同步轨道卫星在轨功能和性能上发生的缓慢的、趋势性的变化。
实时遥测数据指的是服务器与太阳同步轨道卫星建立实时连接后，太阳同步轨道卫星通过实时采集发送给服务器的遥测数据。延时遥测数据指的是太阳同步轨道卫星没有与服务器建立连接，此时采集并存储在卫星存储介质中的遥测数据。
在具体实现时，太阳同步轨道卫星运行至服务器能监测到的范围时，通过交互，太阳同步轨道卫星将延时遥测数据发送给服务器，并且服务器与太阳同步轨道卫星持续通信，服务器采集太阳同步轨道卫星回传的实时遥测数据。
步骤204，根据当前时间段内的实时遥测数据和延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列。
当前时间段的时间间隔是固定，时间间隔是服务器设置，本次参数判断所对应的时间段称之为当前时间段。
在时间段的选择上，为了保证异常判断的准确性，以地球一日为一个周期，若当前时间段为一个地球时间段，则前一时间段为前一地球日相同的地球时间段，从而保证在判断时，太阳同步轨道卫星运行在相同的空间环境。
实时数据序列指的是由多个实时遥测数据点组成的序列，延时数据序列指的是由多个延时遥测数据点组成的序列。
步骤206，根据实时数据序列，得到实时遥测数据的实时趋势信息，根据延时数据序列，得到延时遥测数据的延时趋势信息。
实时趋势信息指的是衡量实时遥测数据变化趋势的指标，可以通过将实时数据序列输入特定的算法模型计算得到，算法模型可以是多种，例如：斜率计算模型、期望计算模型等。同样的，延时趋势信息指的是衡量延时遥测数据变化趋势的指标，可以通过将延时数据序列输入相同的算法模型计算得到。
本步骤中，通过获取实时遥测数据的实时趋势信息和延时遥测数据的延时趋势信息，可以对实时遥测数据和延时遥测数据的变化趋势，便于对待监测参数的发展趋势进行判断。
步骤208，根据实时趋势信息和延时趋势信息，得到当前时间段内待监测参数的综合度量指标。
综合度量指标反映了当前时间段内待监测参数的变化趋势，通过对实时遥测数据和延时遥测数据进行结合，从而形成当前时间段内的完整遥测数据，从而便于对待监测参数的变化趋势进行预测。
步骤210，获取待监测参数的历史综合度量指标，根据历史综合度量指标和综合度量指标，判断待监测参数是否异常。
历史综合度量指标指的是预先存储在服务器数据库中综合度量指标，该综合度量指标是通过上一次对待监测参数异常判断时存入数据库中的。
具体可以通过将综合度量指标与历史综合度量指标进行比较，从而判断待监测参数是否异常。
上述方法中，通过获取太阳同步轨道卫星回传的待监测参数的实时遥测数据和延时遥测数据，根据当前时间段内的实时遥测数据和延时遥测数据，分别生成实时数据序列和延时数据序列，根据实时数据序列，得到实时遥测数据的实时趋势信息，根据延时数据序列，得到延时遥测数据的延时趋势信息，从数据层面，无需对数据进行复杂的处理，计算量较少，从而具备实时性，另一方面，根据实时趋势信息和延时趋势信息，得到当前时间段内待监测参数的综合度量指标，获取待监测参数的历史综合度量指标，根据历史综合度量指标和综合度量指标，判断待监测参数是否异常，通过上述处理，可以将需要检测的数据进行指标化，从而通过对指标监控，辨识度较高。通过发明实施例，可以实现参数异常变化的简便性、实时性以及提高参数变化的辨识度。
在一个实施例中，如图3所示，是实时遥测数据和延时遥测数据获取步骤的示意性流程图，具体步骤如下：
步骤302，当检测到太阳同步轨道卫星进入预先设置可观测区域时，与太阳同步轨道卫星建立连接。
可观测区域指的是服务器所处的观测站可以对太阳同步轨道卫星进行控制的区域，可观测区域可以通过观测站的控制范围设置。相对的，还设置了不可观测区域，即观测站不可控制区域，其中延时遥测数据是不可观测区域中太阳同步轨道卫星在轨的遥测数据。
步骤304，向太阳同步轨道卫星发送获取待监测参数的延时遥测数据和实时遥测数据的数据请求。
步骤306，根据所述数据请求，接收太阳同步轨道卫星发送的延时遥测数据，以及，实时接收太阳同步轨道卫星发送的待检测参数的实时数据，根据实时数据，生成实时遥测数据。
太阳同步轨道卫星中存储了延时遥测数据，因此，当服务器与太阳同步轨道卫星建立连接之后，就可以获取延时遥测数据，对于实时遥测数据，服务器与太阳同步轨道卫星建立连接之后，太阳同步轨道卫星实时将遥测数据发送给服务器，从而服务器获取到实时遥测数据和延时遥测数据。
在一实施例中，在生成实时数据序列和延时数据序列时，具体可以采用：根据实时遥测数据中各个数据点的时间顺序，对实时遥测数据进行排序，生成实时数据序列，根据延时遥测数据中各个数据点的时间顺序，对延时遥测数据进行排序，生成延时数据序列。
在一具体实施例中，服务器获取太阳同步轨道卫星的实时遥测数据和延时遥测数据之后，针对所关注的待监测参数P进行数据提取，对提取得到的实时遥测数据和延时遥测数据进行预处理，然后对数据点进行时间对齐之后，分别得到待监测参数P的实时数据序列设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910873649.7
申请日:2019-09-17
公开号:CN110391840A
公开日:2019-10-29
国家:CN
国家/省市:43(湖南)
授权编号:CN110391840B
授权时间:20191217
主分类号:H04B 7/185
专利分类号:H04B7/185;H04L29/08;G08C25/00
范畴分类:39C;39B;
申请人:中国人民解放军国防科技大学
第一申请人:中国人民解放军国防科技大学
申请人地址:410073 湖南省长沙市开福区德雅路109号
发明人:雷洪涛;刘亚杰;张涛;王锐;黄生俊
第一发明人:雷洪涛
当前权利人:中国人民解放军国防科技大学
代理人:邱轶
代理机构:43225
代理机构编号:长沙国科天河知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计