[发明专利]一种面向事件的航天器飞行性能曲线分析方法

说明书

本发明提出了一种面向事件的航天器飞行性能曲线分析方法，能够实现对复杂特性时间序列数据的特征分析和判定、异常检测等辅助判读功能。本发明适用于航天器姿态控制过程中遥测曲线变化异常检测方法，为复杂过程曲线智能辅助判读提供支持，面向航天器姿态曲线的多模态、非周期性、不易辨识等特点，采用航天器姿控变化曲线异常检测方法，设计数据筛查的复合条件语义表达形式，以及姿控数据筛查原则，便于精准开展全飞行过程的姿控数据筛查、量化分析和异常检测工作。

技术领域

本发明涉及航天器时间序列数据特征技术领域，具体涉及一种面向事件的航天器飞行性能曲线分析方法。

背景技术

飞行姿态数据是卫星飞行任务的关键业务数据，是评价航天器飞行指标的最直接参考，其过程变化属性使得其量化分析和评估都较为困难。鉴于月球无人取样返回飞行任务的特点和难度，使得全过程的姿态机动数据分析和常态化监测都无法遵循一种既定规律来实践。因此，亟需一种可以满足月球探测器全过程姿态数据自主分析和监测的方法，提升测试的智能化水平，满足以月球无人取样返回飞行任务为代表的智能装备试验数据分析需求，更好促进未来智能装备的测试数据分析环境构建、数据智能化分析技术发展。但是针对表征航天器姿态特性的时间序列数据的在不同模式下周期性、平稳性、趋势性特点，现有工具无法为该类型遥测曲线判读提供有效智能辅助。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种面向事件的航天器飞行性能曲线分析方法，能够实现对复杂特性时间序列数据的特征分析和判定、异常检测等辅助判读功能。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

本发明的一种面向事件的航天器飞行性能曲线分析方法，包括如下步骤：

步骤1，根据先验知识代入，设计月球探测器姿态特性曲线飞行全程条件约束集，构建可控的、可分段评估的时间序列数据集；

步骤2，设计月球探测器飞行姿态曲线的形态特征分步检测策略；

步骤3，根据姿态机动过程中“正在调姿但未到位”阶段数据，采用相似性分析方法，判定姿态调整形态是否标称曲线一致；

步骤4，根据姿态机动过程中“姿态偏置到位并保持”、“姿态回调到位并保持”阶段数据，采用包络分析和趋势性分析相结合的方式对姿态调整到位后平稳属性进行判定；

步骤5，根据长期稳定飞行状态下姿态曲线，采用趋势分析、包络分析和同比振幅的周期性分析相结合方式对姿态平稳属性进行判定。；

步骤6，对短期和长期稳态的姿态曲线，开展离群点数据的检测分析。

其中，所述步骤1包括如下步骤：

步骤1-1，根据月球探测器全周期飞行特征，构建稳定飞行稳态和触发态下数据自动抓取的约束模型，稳态表征探测器沿着设计轨道保持目标姿态稳定飞行；触发态表征探测器在姿态机动、降轨、落月和起飞关键事件触发下飞行；

步骤1-2设计数据筛查的复合条件语义表达形式，支持月球探测器全过程多模式下飞行数据的筛查策略，具体如下：

复合判读条件语义表达形式为[G:K0021,C:D004_0＝1,D:-10]，其中C为条件项，G为前提项，D为延时项；所述条件项可为遥测或遥控指令的表达式；可快速粗略的判断是否存在约束条件下的测试过程，条件项不能为空；通过上述条件项筛选后的时间范围还必须满足前提项条件，决定该被约束姿态数据的起始或终止时刻，前提项不是必须，可为空；所述延时项可实现对条件项、前提项联合确定的时间范围内，通过微调设定起始时间或-终止时间的提前或延后N个遥测周期；采用复合条件语义表达形式，以及数据抓取条件模型，筛查、抓取目标阶段数据，再进一步开展数据分析工作。

其中，所述步骤1中，包括如下步骤：