張弓 翟君武 楊海峰
(1 北京空間飛行器總體設計部,北京 100094)(2 山東航天電子技術研究所,山東煙臺 264670)
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導航衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)趨勢預測技術研究
張弓1翟君武1楊海峰2
(1 北京空間飛行器總體設計部,北京 100094)(2 山東航天電子技術研究所,山東煙臺 264670)
介紹了基于遙測數(shù)據(jù)的趨勢預測方法、基于物理模型的趨勢預測方法和基于知識的趨勢預測方法的適用對象和特點。文章對導航衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)進行了分類,重點研究了基于遙測數(shù)據(jù)的趨勢預測方法,給出了各類算法的適用性;并針對傳統(tǒng)SumSin模型、ARMA模型的局限,給出了改進措施和實現(xiàn)流程。最后搭建了驗證系統(tǒng),用于上述算法的驗證和導航衛(wèi)星參數(shù)的提前預警。
導航衛(wèi)星;遙測數(shù)據(jù);趨勢預測
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)具有有源定位、無源定位、測速和授時等功能,以滿足地面和近地空間各類用戶的全天候、全天時、高精度導航定位需求,為保證系統(tǒng)在軌穩(wěn)定、可靠運行,做好在軌管理工作具有非常重要的意義。導航衛(wèi)星在軌運行管理期間,按一定時間順序存儲在數(shù)據(jù)庫的遙測數(shù)據(jù)中蘊含著大量可以用于衛(wèi)星故障診斷和趨勢預測的客觀規(guī)律和知識,挖掘衛(wèi)星各遙測參數(shù)的特征信息,有效地認識、掌握和利用其規(guī)律無疑對衛(wèi)星在軌長期安全可靠地運行具有重要的意義。因此,分析在軌導航衛(wèi)星的遙測數(shù)據(jù)變化規(guī)律,在此基礎上對遙測數(shù)據(jù)進行趨勢預測,并依據(jù)預測數(shù)據(jù)對衛(wèi)星狀態(tài)和性能進行提前預警,可以在早期及時發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)的異常變化,以便及時有效地進行處理,避免可能發(fā)生的重大故障,降低衛(wèi)星在軌運行的風險[1]。另外,通過在軌遙測數(shù)據(jù)趨勢預測系統(tǒng),可對導航衛(wèi)星在軌歷史遙測數(shù)據(jù)進行深入挖掘和分析,發(fā)現(xiàn)和總結衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)的發(fā)展變化規(guī)律,對于保障在軌衛(wèi)星的安全穩(wěn)定運行、開展衛(wèi)星性能研究、進行系統(tǒng)和產(chǎn)品的設計改進等具有重要意義。
目前,各國在趨勢預測技術方面開展了大量的研究。美國洛克希德-馬丁公司在美軍聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(JSF)項目中應用了故障預測與健康管理(PHM)技術,主要目的是為了滿足降低使用和保障費用的目標,實現(xiàn)武器系統(tǒng)的自主式保障,從而實現(xiàn)經(jīng)濟承受性。美國波音公司和NASA提出了飛行器綜合健康管理(IVHM)技術,通過對飛行器進行狀態(tài)分析和監(jiān)測、故障診斷和預測,從而減少飛行器運行過程中的各類意外風險,IVHM技術正在包括衛(wèi)星、空間站、深空探測器等航天器中得到應用。國內(nèi)對于PHM技術的研究尚處于初級階段,在一些民用領域如普通機械系統(tǒng)、水電站的發(fā)電機組中有一定應用,但是技術尚不成熟。PHM技術在我國航天領域應用方面的研究剛剛起步,主要停留在理論分析階段。本文結合現(xiàn)有PHM方法,研究這些方法對衛(wèi)星工程和在軌管理的適應性,并根據(jù)衛(wèi)星本身特點和應用特點對這些方法進行改進,將這些方法應用到工程實踐。
趨勢預測方法大致可以分為以下3類[2-3]:基于遙測數(shù)據(jù)的趨勢預測技術、基于物理模型的趨勢預測技術和基于知識的趨勢預測技術。表1對3種趨勢預測方法的適用對象、特點和應用情況進行了比較分析。
3種趨勢預測方法各有優(yōu)缺點,基于物理模型的趨勢預測技術需要建立較精確的數(shù)學模型,基于知識的趨勢預測技術受專家知識獲取不完備性的限制,這兩種方法在航天工程實際中應用極少。隨著航天技術的發(fā)展,系統(tǒng)和產(chǎn)品的尺寸不斷減小,但其功能、內(nèi)部結構日益復雜,難以精確獲得系統(tǒng)模型,基于遙測數(shù)據(jù)的趨勢預測方法受到越來越多的關注和研究。拋開研究對象的物理模型,以采集的數(shù)據(jù)為基礎,通過各種數(shù)據(jù)分析處理方法挖掘其中的隱含信息進行趨勢預測,是今后預測研究方法的主要方向之一。因此,導航衛(wèi)星趨勢預測系統(tǒng)使用基于遙測數(shù)據(jù)的趨勢預測方法。
3.1 導航衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)分類
衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)是趨勢分析的基礎,趨勢分析的準確性和遙測數(shù)據(jù)特征關系密切。根據(jù)遙測數(shù)據(jù)源的特征,可進行趨勢分析的導航衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)可分為如下3類:①具有穩(wěn)態(tài)特征的遙測數(shù)據(jù),如電子產(chǎn)品的電壓、電流、數(shù)字量、根據(jù)遙控命令變化的狀態(tài)量等。此類遙測數(shù)據(jù)在衛(wèi)星在軌運行期間保持穩(wěn)定值。②具有周期特征的遙測數(shù)據(jù),如艙板溫度、設備溫度、太陽電池陣電流等。此類遙測數(shù)據(jù)在衛(wèi)星在軌運行期間按照一定的時間周期變化。③具有衰減特性的遙測參數(shù),如銣鐘的銣信號、行波管電壓等。此類遙測數(shù)據(jù)在衛(wèi)星在軌運行期間,隨時間呈緩慢下降的趨勢。
3.2 基于遙測數(shù)據(jù)的趨勢預測技術
本文對衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)趨勢分析中常用的基于遙測數(shù)據(jù)的趨勢預測方法進行了研究,包括多項式曲線擬合法、SumSin模型、ARMA模型、灰色系統(tǒng)預測法和支持向量機。各類算法的特點和適應范圍如下。
1)多項式曲線擬合法
多項式曲線擬合法應用最小二乘法或其他數(shù)學方法,擬合出與實測數(shù)據(jù)最相符合的曲線,通過曲線外推的方法進行趨勢預測,適用于對恒定不變或是單一變化的遙測信息進行預測;此算法較為簡單,可用于工程實踐[4]。
適用范圍:具有穩(wěn)態(tài)特征的遙測數(shù)據(jù)、具有衰減特性的遙測參數(shù)。
2)SumSin模型
SumSin模型用一系列Sin函數(shù)和的形式擬合出與實測數(shù)據(jù)最相符合的曲線,確定Sin函數(shù)的各參數(shù)并進行趨勢預測。在擬合過程中,由于選取的數(shù)據(jù)樣本特性,需要多次迭代才能得到較為精確的擬合結果,整個算法效率較低,特別是當階數(shù)較高時,經(jīng)常會出現(xiàn)多次迭代后仍然難以收斂的情況。
適用范圍:具有穩(wěn)態(tài)特征的遙測數(shù)據(jù)、具有周期特征的遙測數(shù)據(jù)。
3)ARMA模型
ARMA模型將被預測對象隨時間推移而形成的數(shù)據(jù)序列視為一個隨機時間序列,認為該序列中第n個時刻的觀察值不僅與前(n-1)個觀察值有依存關系,而且與前(n-1)個時刻進入系統(tǒng)的擾動有依存關系,建立預測模型預測未來值,適合處理復雜的具有各種模式的時間序列,可包含循環(huán)波動和隨機波動等因素的綜合影響[5-6]。
適用范圍:具有周期特征的遙測數(shù)據(jù)、具有衰減特性的遙測參數(shù)
4)灰色系統(tǒng)預測法[7-8]
GM(1,1)模型[9]是最為常見的一種灰色模型,它是由變量的一階微分方程構成的模型。根據(jù)所給樣本數(shù)據(jù)建立預測表達式,指定預測步長后可得到預測結果?;疑A測模型是一個指數(shù)函數(shù),可用于工程實踐中,如果預測量是以某一指數(shù)規(guī)律發(fā)展的,則可期望得到較高精度的預測結果。
適用范圍:具有衰減特性的遙測參數(shù)。
5)支持向量機[10]
支持向量機通過事先選擇的非線性映射將輸入向量映射到高維特征空間,在這個高維特征空間中構造最優(yōu)決策函數(shù)并通過特定方法求出參數(shù)最優(yōu)解。該算法通用性較好,可用于工程實踐。
適用范圍:具有穩(wěn)態(tài)特征的遙測數(shù)據(jù)、具有周期特征的遙測數(shù)據(jù)。
從上面的分析中可以看到,ARMA模型和SumSin模型在工程應用中存在一定問題。
ARMA模型借助時間序列的隨機特性來描述數(shù)據(jù)的變化發(fā)展規(guī)律,包含周期性因素。但有一類衛(wèi)星遙測參數(shù)如蓄電池壓力、蓄電池電壓、放電電流等除了具有周期性特性外,還和光照條件也就是季節(jié)相關。而SARIMA模型是ARMA模型的擴展和改進,包含了季節(jié)性因素和周期性因素,對于存在季節(jié)性的非平穩(wěn)時間序列不能直接建立ARMA模型的,可利用季節(jié)參數(shù)使其平穩(wěn)化。因此引入季節(jié)模型對ARMA模型進行修正,使預測結果更加準確。改進后的SARIMA模型算法見3.3節(jié)。
SumSin模型傳統(tǒng)曲線擬合趨勢預測方法存在的算法效率低、迭代多次難以收斂、迭代次數(shù)難以確定的缺點,要在導航衛(wèi)星工程上應用,需要改進傳統(tǒng)的曲線擬合方法。改進后的SumSin模型參數(shù)確認方法見3.3節(jié)。
3.3 預測算法流程
1)SumSin模型
基于SumSin模型的趨勢預測方法流程如下:
(1)建立SumSin算法模型。
a1sin(b1t+c1)+a2sin(b2t+c2)+
…+aNsin(bNt+cN)
(1)
式中:a1,a2,…,aN;b1,b2,…,bN;c1,c2,…,cN為算法模型的系數(shù)。
(2)確認SumSin算法模型參數(shù)。
(3)根據(jù)模型參數(shù)的求解結果得到SumSin函數(shù),并進行數(shù)據(jù)趨勢預測。
確認SumSin算法模型參數(shù)的步驟如圖1所示。SumSin模型的趨勢預測方法對周期和非周期變化的序列均適用。
2)SARIMA模型
SARIMA模型是季節(jié)模型和ARIMA模型的結合,對于時間序列Z(t),可建立如下模型:
φp(B)ΦP(Bs)(1-B)d(1-Bs)DZ(t)=
θq(B)ΘQ(Bs)at
(2)
其中
(3)
(4)
式中:d、D分別為普通差分和季節(jié)差分的階數(shù);S為季節(jié)的長度;at為白噪聲序列;p為自回歸階數(shù)、P為季節(jié)自回歸階數(shù)、q為移動平均階數(shù)、Q為季節(jié)移動平均階數(shù)。
基于SARIMA模型的趨勢預測方法流程如下:①獲取遙測數(shù)據(jù)樣本,確定參數(shù)d、D、S;②計算序列的協(xié)方差、自相關函數(shù)和偏自相關函數(shù);③進行模型識別,即利用自相關函數(shù)和偏自相關函數(shù)確定SARIMA的初步模型,即確定系數(shù)p、P、q、Q的值;④再次估計模型中各系數(shù)的值,并對得到的模型進行適應性檢驗;⑤根據(jù)最終求解的模型進行數(shù)據(jù)趨勢預測。
基于SARIMA模型的趨勢預測方法適合對周期性的序列進行預測。
圖1 參數(shù)確認流程圖Fig.1 Flow of parameters determination
為了驗證導航衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)趨勢預測方法的正確性,并將研究的方法應用到在軌衛(wèi)星的監(jiān)視和提前預警中,本文設計了衛(wèi)星趨勢預測和提前預警系統(tǒng),其方案如圖2所示。
整個系統(tǒng)采用分布式構建思路,由數(shù)據(jù)接收分發(fā)子系統(tǒng)、遙測參數(shù)預測子系統(tǒng)、提前預警管理子系統(tǒng)、任務配置和中心控制子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理組成,遠程計算機終端可通過計算機網(wǎng)絡和光纖網(wǎng)絡接收任務配置和中心控制子系統(tǒng)發(fā)送的預測結果信息,以供用戶和專業(yè)人員使用。
各子系統(tǒng)功能和工作流程如下。
1)數(shù)據(jù)接收分發(fā)子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)接收分發(fā)子系統(tǒng)完成趨勢預測系統(tǒng)和導航衛(wèi)星在軌綜合數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息交互功能。趨勢預測系統(tǒng)向衛(wèi)星在軌綜合數(shù)據(jù)庫發(fā)出數(shù)據(jù)獲取請求,接收衛(wèi)星在軌綜合數(shù)據(jù)庫返回的數(shù)據(jù)信息,并將數(shù)據(jù)信息分發(fā)給遙測參數(shù)預測子系統(tǒng)。
2)遙測參數(shù)預測子系統(tǒng)
遙測參數(shù)預測子系統(tǒng)包含實時預測模塊和用戶自定義預測模塊。實時預測模塊獲取數(shù)據(jù)接收分發(fā)子系統(tǒng)的在軌遙測數(shù)據(jù),并根據(jù)預測任務信息進行實時預測;用戶自定義預測模塊由用戶對歷史數(shù)據(jù)、預測時間、預測算法等進行自定義,并輸出預測結果。實時預測模塊和用戶自定義預測模塊的結果發(fā)送給預測任務配置和中心控制子系統(tǒng)。
3)提前預警管理子系統(tǒng)
提前預警管理子系統(tǒng)從預測任務配置和中心控制子系統(tǒng)獲取預測數(shù)據(jù)和提前預警閾值配置文件,并完成預測數(shù)據(jù)和提前預警閾值的比對,當遙測參數(shù)預測數(shù)據(jù)超出預警閾值時,輸出相應的提示信息,并將信息發(fā)送給預測任務配置和中心控制子系統(tǒng)。
4)預測任務配置和中心控制子系統(tǒng)
預測任務配置和中心控制子系統(tǒng)完成整個系統(tǒng)的控制和調(diào)度。包括預測參數(shù)的選擇、預測任務的配置、遙測參數(shù)預測子系統(tǒng)和提前預警管理子系統(tǒng)輸出信息的收集等。同時,該子系統(tǒng)負責將預測結果通過網(wǎng)絡發(fā)送給終端計算機,計算機終端上的顯示軟件完成在軌衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)預測和提前預警的可視化。
5)數(shù)據(jù)庫管理
數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫接口完成對數(shù)據(jù)庫的連接、讀取、寫入、修改等操作,通過該模塊進行預測任務信息、日志信息等的存取、修改。
5.1 被預測的遙測參數(shù)及其變化曲線
溫度、電壓是導航衛(wèi)星在軌運行期間需要監(jiān)視的兩類典型遙測參數(shù),以某導航衛(wèi)星蓄電池電壓和服務艙某板光學太陽反射鏡(OSR)溫度為例,對在軌趨勢預測的結果進行說明。以上遙測參數(shù)的變化曲線如圖3、圖4所示。
圖3 蓄電池電壓遙測參數(shù)曲線Fig.3 Storage cell voltage curve
圖4 服務艙某板OSR溫度遙測參數(shù)曲線Fig.4 OSR temperature of service compartment curve
5.2 預測結果和分析
5.2.1 基于SumSin模型的趨勢預測結果
1)短期趨勢預測結果
服務艙某板OSR溫度遙測參數(shù)短期變化趨勢和基于SumSin模型的趨勢預測結果如圖5所示。其中紅色部分為預測結果,藍色表示在軌實際參數(shù)。圖6為誤差分析結果。
圖5 服務艙某板OSR溫度遙測參數(shù)短期趨勢預測結果圖Fig.5 Short-term tendency prognosis results of OSR temperature in service compartment
圖6 服務艙某板OSR溫度短期趨勢預測誤差分析結果圖Fig.6 Short-term tendency prognosis results of error analysis for OSR temperature in service compartment
從圖5中可以看出預測趨勢和實際數(shù)據(jù)變化趨勢基本一致,可以很好的跟蹤參數(shù)曲線。以此遙測參數(shù)預測結果為例,如果設定誤差閾值為0.02 ℃,對上述預測結果共計約50個數(shù)據(jù)中,誤差值小于等于0.02 ℃的有40個,平均誤差為0.010 2 ℃;誤差值大于0.02 ℃的有10個,平均誤差為0.023 3 ℃,見表2。
表2 服務艙某板OSR溫度短期趨勢預測誤差分析表
2)長期趨勢預測結果
服務艙某板OSR溫度遙測參數(shù)長期變化趨勢和基于SumSin模型的趨勢預測結果如圖7所示。其中紅色部分為預測結果,藍色表示在軌實際參數(shù)。圖8為誤差分析結果。
圖7 服務艙某板OSR溫度遙測參數(shù)長期趨勢預測結果圖Fig.7 Long-term tendency prognosis results of OSR temperature in service compartment
從圖7中可以看出預測趨勢和實際數(shù)據(jù)變化趨勢基本一致,可以是很好的跟蹤參數(shù)曲線。以此遙測參數(shù)預測結果為例,如果設定誤差閾值為0.02,對上述預測結果共計約360個數(shù)據(jù)中,誤差值小于等于0.02的有360個,平均誤差近似為0,見表3。
圖8 服務艙某板OSR溫度長期趨勢預測誤差分析結果圖Fig.8 Long-term tendency prognosis results of error analysis for OSR temperature in service compartment
表3 服務艙某板OSR溫度長期趨勢預測誤差分析表
5.2.2 基于SARIMA模型的趨勢預測結果
1)短期趨勢預測結果
蓄電池電壓遙測參數(shù)短期變化趨勢和基于SARIMA模型的趨勢預測結果如圖9所示。其中紅色部分為預測結果,藍色表示在軌實際參數(shù)。圖10為誤差分析結果。
圖9 蓄電池電壓遙測參數(shù)短期趨勢預測結果圖Fig.9 Short-term tendency prognosis results of storage cell voltage
從圖9中可以看出基于SARIMA的預測趨勢和實際數(shù)據(jù)變化趨勢基本一致,可以很好的跟蹤參數(shù)曲線。以本遙測參數(shù)預測結果為例,如果設定誤差閾值為0.2 V,對上述預測結果共計約200個數(shù)據(jù)中,誤差值小于等于0.2 V的有129個,平均誤差近似為0;誤差值大于0.2 V的有71個,平均誤差為0.211 4 V。總計相對誤差0.37%,見表4。
圖10 蓄電池電壓短期趨勢預測誤差分析結果圖Fig.10 Short-term tendency prognosis results of error analysis for storage cell voltage
表4 蓄電池電壓遙測短期趨勢預測誤差分析表
2)長期趨勢預測結果
蓄電池電壓遙測參數(shù)長期變化趨勢和基于SARIMA模型的趨勢預測結果如圖11所示。其中紅色部分為預測結果,藍色表示在軌實際參數(shù)。圖12為誤差分析結果。
圖11 蓄電池電壓遙測參數(shù)長期趨勢預測結果圖Fig.11 Long-term tendency prognosis results of storage cell voltage
從圖11中可以看出基于SARIMA的預測趨勢和實際數(shù)據(jù)變化趨勢基本一致,可以很好的跟蹤參數(shù)曲線。以此遙測參數(shù)預測結果為例,如果設定誤差閾值為0.5 V,對上述預測結果共計約360個數(shù)據(jù)中,誤差值小于等于0.5 V的有308個,平均誤差為0.205 9 V;誤差值大于0.5 V的有52個,平均誤差為0.738 1 V??傆嬒鄬φ`差0.76%,見表5。
圖12 蓄電池電壓長期趨勢預測誤差分析結果圖Fig.12 Long-term tendency prognosis results of error analysis for storage cell voltage
表5 蓄電池電壓遙測短期趨勢預測誤差分析表
對表中的預測結果分析如下。
(1)遙測參數(shù)長期趨勢更能反映參數(shù)周期性變化特征,SumSin模型是一系列Sin函數(shù)和的形式,Sin函數(shù)的周期特性使其更適用于周期特性明顯的長期趨勢預測分析。因此,SumSin模型更適合對遙測數(shù)據(jù)長期趨勢進行預測,服務艙某板OSR溫度的預測結果也說明了這點。
(2)SARIMA模型通過第n個時刻的觀察值與前(n-1)個觀察值的依存關系進行預測,預測的準確性部分依賴于前一時刻遙測參數(shù)數(shù)值的真實結果。因此,SARIMA模型更適合對遙測數(shù)據(jù)短期趨勢進行預測,蓄電池電壓遙測的預測結果也說明了這點。
5.3 預測數(shù)據(jù)監(jiān)視
在實際衛(wèi)星的在軌監(jiān)視過程中,利用本文的遙測數(shù)據(jù)趨勢預測研究結果對衛(wèi)星關鍵遙測參數(shù)的趨勢預測方法進行配置,包括曲線擬合法、SumSin模型、ARMA模型、灰色系統(tǒng)預測法和支持向量機,由圖4中的驗證系統(tǒng)自動完成模型參數(shù)的計算,并對衛(wèi)星關鍵遙測參數(shù)進行預測,預測結果發(fā)送給提前預警管理子系統(tǒng)。提前預警子系統(tǒng)將預測結果和遙測參數(shù)的正常值上下限進行比對,當遙測參數(shù)預測數(shù)據(jù)超出正常值上下限時,輸出提示信息,并反饋給相關人員,以及早分析或采取措施。
隨著我國區(qū)域導航衛(wèi)星組網(wǎng)完成,在軌衛(wèi)星數(shù)量多,遙測數(shù)據(jù)量大,利用這些數(shù)據(jù)發(fā)掘其本身的特性,并對趨勢進行預測是導航衛(wèi)星在軌管理的迫切需求,對保證衛(wèi)星在軌健康、穩(wěn)定運行具有重要意義。本文立足工程實踐,對導航衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)進行了分析和歸類,給出了常用數(shù)據(jù)趨勢預測算法對各類遙測數(shù)據(jù)的適用范圍。并針對ARMA模型和SumSin模型在工程應用中存在的問題,提出了相應的解決措施,使得模型參數(shù)確認計算效率更高,數(shù)據(jù)趨勢預測結果更為準確。通過在軌兩種典型遙測參數(shù)為例對算法進行了驗證,長期趨勢和短期趨勢預測與實際數(shù)據(jù)變化基本一致,效果良好,可廣泛用于工程實際。
References)
[1]Roemer M J,Byington C S,Kacprzynski G J,et al. An overview of selected prognostic technologies with reference to an integrated PHM architecture[C]// Proceedings of IEEE Aerospace. New York:IEEE,2005:1-15
[2]Carlos G,Alan C. Healthmanagement and automation for future space systems,AIAA 2005-6803[R]. Washington: AIAA,2005
[3]Jing Qiu,Xiaodong Tan,Guanjun Liu,et al. Test selection and optimization for PHM based on failure evolution mechanism model[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics,2013,24(5):780-792
[4]劉霞,王運鋒. 基于最小二乘法的自動分段多項式曲線擬合方法研究[J]. 科學技術與工程,2014,14(3):55-58
Liu Xia,Wang Yunfeng. Research of automatically piecewise polynomial curve-fitting method based on least-square principle[J]. Science Technology and Engineering,2014,14(3):55-58 (in Chinese)
[5]Al-Smadi,A. The estimation of the order of an ARMA process using third-order statistics[J]. International Journal of Systems Science,2005,36(15): 975-980.
[6]Kizilkaya A,Kayran A H. ARMA model parameter estimation based on the equivalent MA approach[J]. Digital Signal Processing,2006,16(6):670-675
[7]Hipel K W. Grey systems:theory and applications[J]. Grey Systems:Theory and Application,2011,1(3):274-275
[8]Liu Sifeng,F(xiàn)ang Zhigeng,Yang Yingjie,et al. General grey numbers and its operations[J]. Grey Systems:Theory and Application,2012,2(3):341-349
[9]張彬,西桂權.基于背景值和邊值修正的GM(1,1)模型優(yōu)化[J]. 系統(tǒng)工程理論與實踐,2013,33(3):682-688
Zhang Bin,Xi Guiquan. GM(1,1) model optimization based on the background value and boundary value correction[J]. Systems Engineering Theory & Practice,2013,33(3):682-688 (in Chinese)
[10]張學工. 關于統(tǒng)計學習理論與支持向量機[J]. 自動化學報,2000,26(1):32-42
Zhang Xuegong. Introduction to statistical learning theory and support vector machine[J]. Acta Automatica Sinica,2000,26(1):32-42 (in Chinese)
(編輯:張小琳)
Research on Telemetry Data Tendency Prognosis for Navigation Satellite
ZHANG Gong1ZHAI Junwu1YANG Haifeng2
(1 Beijing Institute of Spacecraft System Engineering,Beijing 100094,China) (2 Shandong Institute of Space Electronic Technology,Yantai,Shandong 264670,China)
This paper introduces applicable objects and characteristics of three tendency prognosis methods,including tendency prognosis based on telemetry,tendency prognosis based on physical model and tendency prognosis based on prior knowledge. The paper classifies navigation satellite telemetry,focuses on the issue of tendency prognosis based on telemetry and presents the applicability for tendency prognosis. In addition,improvement measures and implementation approach is given for traditional SumSin model and ARMA model. A system is built for verifying algorithms above and early warning to navigation satellite telemetry. The simulation results show good effect,which is important for navigation satellite management in orbit.
navigation satellite;telemetry data;tendency prognosis
2015-11-30;
2017-05-26
國家重大科技專項工程
張弓,男,碩士,高級工程師,從事衛(wèi)星總體設計工作。Email:barry19850906@163.com。
V474.25
A
10.3969/j.issn.1673-8748.2017.03.011