一种卫星遥测数据多参数预测方法

针对目前遥测数据多参数预测精度不足的问题,文章提出一种基于图注意力网络和时域卷积网络的预测方法。首先,采用多尺度时域卷积残差网络组件提取遥测时序数据在不同时间跨度下的时间依赖关系,以捕捉时间模式;随后,利用图结构学习组件自动获取遥测数据变量之间的空间依赖关系,以捕捉空间模式;最后,将图节点特征表示与数据嵌入表示进行融合,增强图注意力网络在信息聚合和消息传递过程中的学习能力。在某卫星遥测数据集上的应用结果表明:该方法比双向长短期记忆网络(LSTM)模型的平均绝对误差(MAE)降低62.38%,显著提高了遥测数据多参数的预测精度,为保障在轨卫星正常运行提供了更多决策分析支持。

图论模型与算法在航天器下行数据故障诊断知识循环依赖缺陷检测中的应用

针对中国空间站等航天器下行数据故障诊断系统中循环依赖的诊断知识缺陷,通过引入图论模型,将诊断知识中的循环依赖检测问题抽象为有向图中的环搜索问题,应用经典拓扑排序算法、Kosaraju算法和Tarjan算法开展诊断知识的缺陷检测,并结合诊断知识经常迭代更新的特点,提出了一种改进Tarjan算法。仿真结果表明:改进Tarjan算法比Tarjan算法能节省更多的计算开销。

基于差分和局部离群因子的遥测数据野值检测方法

为提高火箭飞行遥测数据孤立型野值检测的准确性和检测效率,针对遥测数据变化范围大、分布参数未知、数据量大等特点,提出一种基于差分和局部离群因子的野值检测算法,通过一阶差分使遥测数据中快速变化段的突变点与正常幅值点区分开,然后去除差分值中的重复值以降低计算复杂度,并将数据点的重叠度引入局部离群因子的计算中以快速筛选出局部离群程度较大的突变点,最后利用突变点的差分值符号特征来辨识野值点。通过实例应用分析,验证了该算法的高效性和准确性。

航天器电源智能判读规则框架构建与应用

规则判读是航天器地面测试与在轨异常检测的重要手段,具有机理清晰、结论明确、易于工程实施的优点。目前,判读规则制定缺乏指导性框架与模板,不利于规则的有效推开。针对该问题,文章基于航天器电源设计机理与判读方法论,从工作模式分析、冗余遥测一致性、遥测参数功能关联、能源趋势分析4个方面出发,设计了航天器电源智能判读规则框架,并在航天器测试与在轨监测中进行了实例化应用。应用结果表明:智能判读规则框架能提升航天器电源系统异常的实时检测能力,可作为国内航天器电源健康状态监测的技术参考。

实时遥测原始数据对接方法的研究与应用

实时遥测数据处理系统借鉴了事后处理中多站原始数据对接设计思路,实现了实时遥测原始数据对接。实时对接数据处理具备了实时处理的速度和事后处理的质量,提供了一种全程连续的结果,并能克服部分设备数据散乱造成的参数误解问题,更好地满足了任务需求。实时对接技术是实时遥测数据处理系统中的亮点和难点,本文提出并实现了以遥测数据帧为粒度的实时多站遥测原始数据对接方法,分析了实时对接中面临的现实问题和困难,给出了方法实现的关键步骤、核心算法和具体流程,并指出了与事后对接的相同点和不同点及难点。最后,对方法的应用效果分别同单站设备结果、事后对接结果进行了比对分析,比对结果表明了该方法的可靠性、有效性和鲁棒性。该方法已多次应用于实时任务中,效果良好。

基于多因子组合判别的数字量帧通用解析方法

随着航天任务型号的不断改进,箭上各系统单机输出数字量数据的现象越来越普遍,且数字量数据帧结构也越来越复杂多样,在各型号之间差异也较大,这给遥测数据处理带来了巨大挑战。若各型号各种帧结构数字量数据均对应一种解析方法,那么软件需要经常做适应性修改,造成软件维护工作量大且容易出错。针对这种情况,在充分梳理总结以往各型号任务中复杂帧结构数字量数据的特点和对应解析方法的基础上,提出了基于数字量帧结构中多个因子作为综合判据的普适性的解析方法,称为“通用解析方法”,其中分析了各因子对数据帧解析的作用,讨论了块头、步长等重要因子的设计和判别,给出了通用实现过程。方法已多次应用于航天任务中,效果良好。

基于改进组合机器学习的卫星遥测参数预测

对在轨卫星的运行状态进行监测、分析以及异常检测是卫星在轨运行管理的重要内容。预测卫星遥测参数序列的变化趋势,对卫星异常检测与处置、保障安全运行非常必要。针对目前对于周期性不明显且具有多种变化特征的遥测参数预测精确度不够的问题,本文引入对遥测参数的预测有辅助作用的因素作为协变量,提出了基于改进组合机器学习的预测模型。该模型使用全局模型和局部模型分别获取遥测参数序列的趋势特征和局部不规则波动特征,并采用改进的注意力机制捕获多维参数之间的关联关系,提高了预测精度。此模型可以提供点预测和区间预测的结果,为在轨卫星处置决策提供了更多输入。在科学卫星真实遥测数据集和时间序列公开数据集上验证了本文方法的有效性。

卫星多通道异构遥测数据融合分析与比对方法

遥测数据是航天器研制阶段最重要的产品成果之一,是检测航天器功能及性能指标、验证航天器各系统研制成果,以及分析在轨测试数据的重要基线。航天器各通道的遥测数据的正确性和有效性显得尤为重要,本文提出一种卫星多通道异构遥测数据融合分析与比对方法,实现多通道异构遥测数据的预处理、融合分析、融合比对等,解决了直接人工判读效率低和准确性差的历史问题,有效提升卫星综合测试和在轨监视的数据分析效率。

基于MODIS数据提取广西甘蔗信息技术初步研究

甘蔗种植空间分布及面积估算是重要的农情信息,能够为政府决策、糖业企业经营规模提供科学、客观的技术支持.利用MODIS-NDVI年度内的变化规律,依据不同作物物候历不同的原理,并根据训练样本区的甘蔗光谱特性,在全区或分区范围内采用监督分类和逐步剔除相结合的方法,将广西各地甘蔗种植信息提取出来,同时进行了面积估算.通过对连片区域和一些特异点的野外验证,发现结果是非常准确的,误差在15%以内.因此本文的结果具有科学性,初步解决了"同物异谱"和"异物同谱"所造成的信息提取不准确的问题.利用多时相EOS/MODIS遥感数据提取的甘蔗种植空间分布信息与甘蔗实际种植空间分布是基本相符的.

基于空间重采样的遥感图像压缩

针对遥感图像压缩 ,在分析基于变换的压缩方法 (如小波变换 )可用性的基础上 ,提出一种称为RBC(ResamplingBasedCompression ,即基于空间重采样压缩 )的新压缩方法 .RBC方法的主要特点是恢复图像的高保真和压缩算法的低运算复杂度 ,因此十分适合高速、实时压缩应用 .给出了RBC方法与SPIHT(SetPartitioningInHierarchicalTrees)方法的压缩结果的比较 .

基于高程感知多尺度图卷积网络的地物分类

机载激光雷达获取的点云具有类别分布不均匀、样本高程差异大的复杂特点,现有方法难以充分识别其细粒度的局部结构。针对该问题,堆叠使用多层边缘卷积算子同时提取局部信息和全局信息,并引入高程注意力权重作为特征提取的补充,设计了一种用于机载激光雷达点云地物分类的端到端网络,提出基于高程感知多尺度图卷积网络的地物分类方法。对原始点云划分子块并采样到固定点数;采用多尺度边缘卷积算子提取多尺度局部-全局特征并进行融合,同时采用高程感知模块生成注意力权重并应用于特征提取网络;利用改进的焦点损失函数进一步解决类别分布不均问题,完成分类。采用国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)提供的标准测试数据集对所提方法进行验证,所提方法的总体分类精度达到0.859,单类别分类精度特别是对建筑物的提取精度较ISPRS竞赛中公开的最好结果提高了4.6%。研究结果对实际应用和网络设计优化具有借鉴意义。

我国遥感数据的集成与共享研究

随着在轨运行服务卫星数量地不断增加和数据获取能力地不断增强,可利用的遥感数据成倍数增加,遥感数据集成与共享成为时代的潮流。在分析国际发展现状的基础上,进一步总结出国际发展的全球化、系统化、规范化、网络化等特征;在分析评价我国现有遥感数据资源和集成共享现状的基础上,进一步提出了我国开展遥感数据集成与共享的几点建议和设想。

基于Modbus通讯协议的远程测控设计

通过Modbus协议能实现RS-232、RS-422、RS-485串口与以太网之间的通讯,并通过这种方式来完成以太网和C8051F单片机串口之间的通讯,从而实现控制台(即计算机)与其相连设备间的通讯和远距离测控。结果表明,利用Modbus协议实现远距离测控的方法,以及利用Modbus和上位机的通讯协议格式构架一套测控系统,来完成环境恶劣、无人值守下的试验。

飞行器的测控及遥感图像传输体制与系统

本文讨论飞行器常用的三种测控及图像传输体制，即分散体制、统一载波体制、统一扩频体制。讨论的重点是后两种体制。文中简述了各种体制的原理，比较了各种体制的优缺点，讨论了关键技术问题，及多种派生技术。

小波变换在遥测信号检测中的应用

为了更好地分析和处理弹载固态记录仪所记载的助推火箭在发射时对弹体的冲击和振动信号 ,本文利用小波变换所具有的空间局部化性质 ,在对原始采样数据的奇异性及奇异性位置和奇异度的大小的分析中 ,以及在导弹型号试射实验的后视数据分析中 。

运载火箭遥测数据压缩算法设计

本文分析了火箭遥测数据的统计特性 ,提出了分块编码、固定码长输出的压缩方案 ,设计了采样分离算法。该方案采用小块数据独立编 /解码 ,固定码长输出 ,具有较强的抗误码扩散能力和较好的自适应性。

基于编辑距离相似度的文本校验技术研究与应用

树形结构的文本配置在分布式的测控数据处理软件中使用广泛,它的正确性对数据处理而言至关重要。为了实现树形结构的文本配置自动检查和纠错,通过引入LD(Levenshtein Distance)编辑距离算法,把字符串的编辑操作推广到多叉树之间。在此基础上定义了多叉树之间的编辑距离,建立了衡量多叉树之间相似度的方法,设计了基于模糊匹配的文本配置自动校对流程,解决了精确匹配时由字符的多义性导致的查全率失真和误判的问题。根据实验结果,查全率和查准率分别达到了87.5%和100%,有效提高了基于树形结构的文本配置自动校验时的可靠性。

运载火箭遥测数据处理研究

通过对运载火箭遥测数据处理进行深入仔细的分析和研究,提出了一种全新的遥测数据处理模式,解决其关键技术,为提高运载火箭整体测试效率提供有效途径。

卫星参数趋势预测EMA熵组合算法

卫星遥测参数的趋势变化状态对卫星故障预测的判断起到重要的指导作用,立足于遥测参数特性,提出等高线预测方法,从特征数据出现的时刻对参数进行趋势预测。为了提高预测精度,引入EMA(增加期望模式)误差分析模式,结合之前提出的新息灰预测模型,根据熵组合基本原理建立基于EMA熵组合预测模型。通过工程数据仿真计算,并利用预测有效度对各种算法进行评估,结果验证了基于EMA的熵组合预测模型的正确性和可靠性。

一种基于投影寻踪的航天器健康评估方法

针对常用健康评估方法在航天器测控管理领域应用过程中出现的通用性、易用性和适用性方面的不足,提出了一种基于投影寻踪评估模型的航天器健康评估方法。该方法首先计算得出分系统运行状态的可信度;然后利用卫星故障预案和故障实例构建投影寻踪评估模型,自动获取运行状态指数评价权重;最后通过构建等级评价标准对航天器健康状态进行评估。以某在轨卫星为例进行仿真测试,验证结果显示该方法所构建模型简便且易于升级维护,评估结果与实际情况吻合,对解决实际的工程问题具有实用价值。