[发明专利]一种基于K-means遥测数据判读系统

摘要

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。

主权项

1.一种基于K‑means遥测数据判读系统，其特征在于包括：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；模型判读模块：包括遥测数据采集单元、数据预处理单元、模型判读单元；遥测数据采集单元从实时数据库中读取数据，将实时数据库中的遥测数据及入库时间信息存入数据队列中，同时该单元接收主测试计算机发出的遥控指令信息，将指令代号及发送时间存入指令队列中；数据预处理单元从数据队列中读取数据，对读取数据进行滤波处理，消除误码后，按照K‑means模型遥测数据处理方式进行相应处理；模型判读单元将指令队列中的指令代号及发送时间、指令对应的卫星遥测状态，以及数据预处理单元处理后的数据输入初始模型集合单元，判读当前卫星遥测数据所在的区域，提取异常点和预警点；监视报警模块：包括异常点处理单元和预警点处理单元；异常点处理单元将模型判读模块提取的异常点记录至文件中，并将该异常点的相关信息发送至相关测试人员；预警点处理单元将模型判读模块提取的预警点的相关信息发送至相关测试人员；模型修正模块：包括异常点修正单元、预警点修正单元和漏报点修正单元；异常点修正单元通过测试人员对异常记录给出的判断结果修改K‑means模型参数；预警点修正单元通过测试人员对预警记录给出的判断结果修改K‑means模型参数；漏报点修正单元根据测试人员发现的异常而K‑means模型没有在相应监控终端上提示的遥测数据点修改K‑means模型参数；如果K‑means模型判读的异常点为误判，则修改K‑means模型的正常范围阈值；如果K‑means模型判读的预警点为正常点，则修改K‑means模型的正常范围阈值；如果K‑means模型判读的预警点为异常点，则修改K‑means模型的异常范围阈值；如果测试人员输入漏报点，则修改K‑means模型异常范围阈值。