[发明专利]基于DTW的卫星遥测数据异常检测方法

摘要

基于DTW的卫星遥测数据异常检测方法，涉及卫星遥测数据异常检领域。本发明为了解决现有的检测方法存在的异常参数未超过报警门限导致的卫星部件异常漏检的问题、以固定点数对具有周期特性的卫星遥测数据进行分段存在较大偏差的问题和时间序列存在微小偏移而使度量结果不够准确进而导致异常检测结果不够准确的问题。本发明以幅角突变点为标识对卫星遥测数据进行分段，然后计算出含有类别标签的时间序列中各类别类内的DTW距离均值，并获取待进行异常检测的时间序列x'；计算x'与含有类别标签的时间序列X之间的DTW距离，确定x'与准所属类别l'之间的最小DTW距离dmin，根据dmin与之间的大小关系从而确定x'是否为异常序列。本发明适用卫星遥测数据异常检测。

主权项

基于DTW的卫星遥测数据异常检测方法，其特征在于它包括下述步骤：步骤一：以幅角突变点为标识进行分段，获取含有类别标签的时间序列，包括正常时间序列X＝{x1,x2,…,xn}，对应类别标签L＝{l1,l2,…,ln}；其中n为含有类别标签的时间序列数目，l＝1，2，…，c；c为类别数目；幅角为卫星遥测数据中的测试参量之一，其变化规律为从0～360依次递增，当达到360后，则变为0重新开始递增，其中从360变为0这个点为幅角突变点；步骤二：计算出含有类别标签的时间序列中各类别内的DTW距离均值其中的计算方式如下：sl‾=2ml(ml-1)Σi=1ml-1Σj=i+1mlDTW(xli,xlj),ml>1min(S‾),ml=1]]>其中，表示第l类的类内距离均值，ml表示第l类的成员数目，表示第l类的所有成员，DTW(xli,xlj)表示计算xli与xlj之间的DTW距离，i＝1,2,…，ml‑1，j＝i+1,i+2,…，ml；步骤三：获取待进行异常检测的时间序列x'，获取方式为提取最新卫星遥测数据中相邻两个幅角突变点对应时间之内的测试数据为x'；步骤四：计算出待检测的时间序列x'与含有类别标签的时间序列X之间的DTW距离序列D＝{d1,d2,…,dn}，其中di'的计算方式如下：di'＝DTW(x',xi')其中，di'表示D的第i'个元素，xi'表示X的第i'个序列，i'＝1,2,…,n；步骤五：采用基于DTW距离的KNN分类方法，根据设定的K近邻数目对待检测的时间序列x'进行预分类，确定待检测的时间序列x'的准所属类别l'，其中K＝1,2,…,n；具体实现步骤如下：步骤5.1：确定与待检测的时间序列x'的DTW距离最近的K个含有类别标签的时间序列，即在D＝{d1,d2,…,dn}中，取出K个最小的数值，确定这K个最小的数值对应的含有类别标签的时间序列；对应的类别标签为步骤5.2：统计类别标签中出现频率最高的类别，即准所属类别为l'。步骤六：确定待检测的时间序列x'与准所属类别l'之间的最小DTW距离dmin；步骤七：判断dmin与之间的大小关系，其中P为用户设定的异常检测敏感系数，得出待检测的时间序列x'的异常检测结果，其判断规则为：若则待检测的时间序列x'判定为异常序列，否则待检测的时间序列x'判定为正常序列。