一種遙測數(shù)據(jù)野值剔除方法

摘 要：通過對遙測系統(tǒng)參數(shù)特性的分析，法采用前推差分算式進(jìn)行預(yù)測和判斷野值，該算法克服避免野值的逆?zhèn)?，并對其進(jìn)行改進(jìn)，使其可以剔除大量的連片的野值，并且算法簡單且精度高，適用于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理的合理性檢驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：遙測 野值 剔除

中圖分類號：V417 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0029-01

在一些試驗(yàn)中，需要使用遙測技術(shù)對被試產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，并做出是否有異常的判斷，而由于遙測數(shù)據(jù)由于誤碼的原因，數(shù)據(jù)存在野值和干擾數(shù)據(jù)，影響推理結(jié)果的準(zhǔn)確性。遙測指顯軟件顯示各個關(guān)鍵參數(shù)曲線以及相應(yīng)的閾值，遙測數(shù)據(jù)中出現(xiàn)問題主要依靠相關(guān)技術(shù)人員在現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)視與分析，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)常會顯得非常匆忙，對試驗(yàn)結(jié)果判斷也會帶來一定程度的影響。這就需要一種方法，通過比較產(chǎn)品遙測關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)測值與期望值之間的差異來判斷產(chǎn)品是否異常。從而代替過分依賴人工經(jīng)驗(yàn)以及難以實(shí)現(xiàn)故障判斷與預(yù)測的自動推理。

1 遙測參數(shù)判斷預(yù)處理

在許多遙測系統(tǒng)中，由于遙測數(shù)據(jù)由于誤碼的原因，數(shù)據(jù)存在野值和干擾數(shù)據(jù)，影響推理結(jié)果的準(zhǔn)確性。在判斷之前要先把干擾數(shù)據(jù)從故障異常數(shù)據(jù)中分離出來，這樣保證用于判斷的數(shù)據(jù)是可信度高的，避免因干擾數(shù)據(jù)影響了判斷正常進(jìn)行。

2 遙測參數(shù)分類

遙測參數(shù)多，數(shù)據(jù)量巨大，要實(shí)現(xiàn)遙測參數(shù)實(shí)時(shí)自動判讀，首先要對遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的歸納、分析。并了解遙測參數(shù)的特性和真實(shí)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。根據(jù)實(shí)際情況，可以將判斷的緩變參數(shù)分為以下幾類：（1）開關(guān)指令類；（2）平滑緩變參數(shù)；（3）有變化的緩變參數(shù)。

2.1 合理性檢驗(yàn)

在進(jìn)行知識庫建立和異常判決時(shí)，為了得到合理的數(shù)據(jù)以及相應(yīng)準(zhǔn)確的判決結(jié)果，部分參數(shù)需要一定的合理性算法進(jìn)行處理，把數(shù)據(jù)中那些由于傳感器測量誤差等某些外界因素所產(chǎn)生的錯誤數(shù)據(jù)加以剔除，以保證下一步具體進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)分析和判斷時(shí)所使用的數(shù)據(jù)都是有意義的。

2.2 合理性檢驗(yàn)的方法

在遙測數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于傳感器、變換器及無線電傳輸中的干擾等造成的異常跳點(diǎn)，往往會導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)中包含一些很不合理的跳點(diǎn)，稱之為野值。如果不將野值從遙測參數(shù)中排除掉，用此遙測參數(shù)進(jìn)行異常判決得出的結(jié)果必定不正確，所以我們必須在數(shù)據(jù)合理性檢驗(yàn)過程中將野值剔除。

本方法采用的是7點(diǎn)二階算法前推差分算式進(jìn)行預(yù)測和判斷野值的，算法的公式如式（1）和（2）所示。

（1）

（2）

其中i=7，8，…，N，yi為原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為插值后數(shù)據(jù)。先檢驗(yàn)前六個點(diǎn)是正常點(diǎn)，用式（1）按時(shí)間順序逐點(diǎn)計(jì)算和信息。對于野值，其vi遠(yuǎn)大于正常值。經(jīng)驗(yàn)表明，滿足下列公式者為野值：（3）

通常使用數(shù)據(jù)中的連續(xù)跳點(diǎn)的值都比較接近，可用下式剔除連續(xù)跳點(diǎn)。當(dāng)K點(diǎn)為野值時(shí)，則滿足下式的點(diǎn)也是野值：

（i=1，2，…m）（4）

公式假定在一般情況下，在飛行試驗(yàn)任務(wù)中，試驗(yàn)數(shù)據(jù)中連續(xù)跳點(diǎn)很少超過4點(diǎn)，故取m=3，以避免將階躍信號當(dāng)作野值剔除。當(dāng)滿足式（4）的點(diǎn)超過3，認(rèn)為yk，yk+1，…yk+m皆為正常值。野值取為零?；蛘哂捎谶b測之前，產(chǎn)品說明書會提供一些模擬的理論真值數(shù)據(jù)，因此針對不同的遙測參數(shù)，可以根據(jù)具體的參數(shù)特點(diǎn)和理論真值的趨勢來設(shè)定m。m的確定難以把握。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在以往遙測數(shù)據(jù)中，遙測參數(shù)確實(shí)會出現(xiàn)了大量的連片的野值，因此這種限定m的算法有一定弊端，本項(xiàng)目對這個算法進(jìn)行了改進(jìn)，對m不加以限定，而是只要不滿足式（4），說明后續(xù)的點(diǎn)與野值很相近，可以定為野值。具體流程圖見圖1。

2.3 合理性檢驗(yàn)實(shí)例分析

以某次遙測數(shù)據(jù)為例，對高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速這個參數(shù)用該算法進(jìn)行合理性檢驗(yàn)，可以有效剔除野值。檢驗(yàn)前和檢驗(yàn)后的數(shù)據(jù)對比如圖2-圖3。

3 結(jié)論

該文研究了用前推差分多項(xiàng)式擬合的剔除遙測參數(shù)野值的算法，該算法克服避免野值的逆?zhèn)?，并對其進(jìn)行改進(jìn)，使其可以剔除大量的連片的野值，并且算法簡單且精度高，適用于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理的合理性檢驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]記傳禮.遙控遙測技術(shù)[M].科學(xué)出版社，1983.

[2]埃迪萊.差分方程導(dǎo)論[M].北京世圖，2011.

[3]劉廣輝.導(dǎo)彈遙測數(shù)據(jù)處理方法研究[D].國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2005.

[4]黃昆.遙測數(shù)據(jù)異常處理[J].山西氣象，2007（2）：42-43.