[发明专利]一种基于K-means遥测数据判读系统

说明书

一种基于K‑means遥测数据判读系统，通过梳理小卫星遥测参数特点，将参数该变化规律分成4类，根据卫星遥测参数变化规律与相关指令或状态之间的映射表，建立该卫星遥测参数需要建立K‑means模型的数量、遥测数据处理方式和参数形式；使用正常数据训练该卫星遥测参数对应的K‑means模型参数，将各训练完成的K‑means模型封装成集合；在完成建模后，该系统从主测试计算机和数据库获取卫星实时遥测数据及遥控指令，通过遥测参数对应模型将进行判读，给出参数的异常点和预警点；测试人员根据模型给出异常点、预警点判读结果进行确认，并将卫星运行过程中模型出现的漏报点输入模型，实现对模型的动态修正。

技术领域

本发明涉及卫星测试中地面遥测数据判读，特别是涉及一种改进的基于K-means卫星遥测数据判读系统。

背景技术

目前，在小卫星工厂综合测试过程中，测试人员需要依据判读标准，对卫星上注指令和下传遥测数据进行判读，给出卫星各单机、设备的工作状态，对卫星可能出现的异常及时给出预判。但卫星的遥测数据量庞大，变化快，上注指令涉及面广，卫星工作模式复杂，通常的人工判读难以满足卫星的快速测试，特别是针对微小卫星的批量测试。

吴婧等提出的《一种基于Kalman滤波的卫星遥测数据判读系统》利用卫星当前时刻的遥测数据，实时预测下一时刻的遥测数据，进行参数判读。该系统需要专家测试库和模拟数据，在应用过程中具有一定的局限性。

贺宇峰等提出的《基于CLIPS专家系统的自动数据判读方法》针对有效载荷数据进行自动判读，该方法相比人工判断提高了判读的效率和准确率，但只能针对文中的有效载荷等特定设备，事先录入数据判读知识才能进行自动判读，有一定的局限性；数据判读知识获取过程相对复杂。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为了实现对卫星的快速测试，防止测试过程中人为判读出现的误判和漏判隐患，本发明提出一种改进的基于K-means遥测数据判读系统，实现对卫星遥测参数的不间断监视，并对卫星上注指令的反馈进行判读。

本发明的技术方案是：一种基于K-means遥测数据判读系统，包括：服务管理模块、初始建模模块、模型判读模块、监视报警模块、模型修正模块；

服务管理模块：包括通信配置单元、遥测信息配置单元和模型配置单元，通信配置单元对测试所涉及的实时数据库、主测试计算机和报警终端进行配置，其中实时数据库配置的内容包括数据库IP地址、用户名和密码，主测试计算机配置的内容包括通信类型、指令组播IP及端口，报警终端配置的内容包括测试人员、组播IP及端口；遥测信息配置单元获取卫星遥测参数名称、所属分系统、更新周期，并建立卫星遥测参数变化规律与相关指令或状态之间的映射表；模型配置单元存储K-means模型中设置信息、判读过程中设置信息以及报警过程中设置信息，上述三种设置信息包括建模时数据训练的最小长度、判读过程中数据滤波的方式、指令反馈时长、报警预警方式；

初始建模模块：包括模型设置单元、模型训练单元、初始模型集合单元；模型设置单元根据卫星遥测参数变化规律与相关指令或状态之间的映射表，建立该卫星遥测参数需要建立K-means模型的数量、每个K-means模型遥测数据处理方式和每个K-means模型参数形式，所述K-means模型遥测数据处理方式包括变化率处理和曲线处理；模型训练单元使用输入的正常数据训练该卫星遥测参数对应的K-means模型参数；初始模型集合单元将各训练完成的K-means模型封装成集合，存储至服务管理模块中的模型配置单元；