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[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于K-means++聚類(lèi)算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)在審

專(zhuān)利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201811541646.5 申請(qǐng)日: 2018-12-17
公開(kāi)(公告)號(hào): CN109613564A 公開(kāi)(公告)日: 2019-04-12
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 劉貴生;李稚松;李殿赟 申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: 北斗航天衛(wèi)星應(yīng)用科技集團(tuán)有限公司
主分類(lèi)號(hào): G01S19/03 分類(lèi)號(hào): G01S19/03;G01S19/08;G06K9/62
代理公司: 北京力量專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11504 代理人: 王鴻遠(yuǎn)
地址: 100070 北京市豐臺(tái)區(qū)南四環(huán)*** 國(guó)省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 北斗衛(wèi)星 衛(wèi)星 衛(wèi)星參數(shù) 北斗導(dǎo)航系統(tǒng) 故障參數(shù) 故障檢測(cè) 計(jì)算模型 檢測(cè)系統(tǒng) 聚類(lèi)算法 實(shí)時(shí)接收 匹配 關(guān)聯(lián) 混合星座 聚類(lèi)
【權(quán)利要求書(shū)】:

1.一種基于K-means++聚類(lèi)算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法,其特征在于,包括以下步驟:

S101,從多種初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)與北斗衛(wèi)星參數(shù)組成的衛(wèi)星數(shù)據(jù)集中隨機(jī)選取一個(gè)衛(wèi)星作為初始衛(wèi)星聚類(lèi)中心;

S102,首先計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星與當(dāng)前已有衛(wèi)星聚類(lèi)中心之間的最短距離,接著計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星被選為下一個(gè)衛(wèi)星聚類(lèi)中心的概率,最后,按照輪盤(pán)法選擇下一個(gè)衛(wèi)星聚類(lèi)中心;

S103,重復(fù)上一步驟直到選擇出共k個(gè)衛(wèi)星聚類(lèi)中心;

S104,針對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)集中每個(gè)衛(wèi)星,計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星到k個(gè)衛(wèi)星聚類(lèi)中心的距離并將每個(gè)衛(wèi)星分到距離最小的衛(wèi)星聚類(lèi)中心對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星類(lèi)別中;

S105,針對(duì)每個(gè)衛(wèi)星種類(lèi),按照以下公式重新計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星類(lèi)別的衛(wèi)星聚類(lèi)中心;

S106,重復(fù)步驟S104和S105,直到衛(wèi)星聚類(lèi)中心不再變化,則衛(wèi)星屬于該衛(wèi)星聚類(lèi)中心對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星類(lèi)別,以根據(jù)多種初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)與北斗衛(wèi)星參數(shù)的聚類(lèi)計(jì)算,使北斗衛(wèi)星參數(shù)與初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)匹配;

S107,對(duì)多種初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)和相應(yīng)的衛(wèi)星特定參數(shù)閥值計(jì)算模型進(jìn)行關(guān)聯(lián);

S108,實(shí)時(shí)接收北斗衛(wèi)星的衛(wèi)星特定參數(shù),并輸入與匹配的初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星關(guān)聯(lián)的衛(wèi)星特定參數(shù)閥值計(jì)算模型中,計(jì)算北斗衛(wèi)星的衛(wèi)星特定參數(shù)閥值范圍;

S109,判斷北斗衛(wèi)星的衛(wèi)星特定參數(shù)是否在衛(wèi)星特定參數(shù)閥值范圍內(nèi),若否,則判斷北斗衛(wèi)星的衛(wèi)星特定參數(shù)為故障參數(shù),以丟棄該故障參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于K-means++聚類(lèi)算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法,其特征在于,按照以下公式重新計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星類(lèi)別的衛(wèi)星聚類(lèi)中心

其中,ci為衛(wèi)星聚類(lèi)中心,x為衛(wèi)星聚類(lèi)中心對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星種類(lèi)中衛(wèi)星到k個(gè)衛(wèi)星聚類(lèi)中心的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于K-means++聚類(lèi)算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法,其特征在于,還包括:將北斗衛(wèi)星參數(shù)與對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星特定參數(shù)閥值計(jì)算模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于K-means++聚類(lèi)算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法,其特征在于,通過(guò)以下公式獲取衛(wèi)星特定參數(shù):

其中,為目標(biāo)衛(wèi)星不同時(shí)刻的北斗衛(wèi)星特定參數(shù),M為基站接收機(jī)個(gè)數(shù),j為目標(biāo)衛(wèi)星,1≤j≤N,N為衛(wèi)星個(gè)數(shù),m為參考基站接收機(jī),σ為消除鐘差后的碼相位偽距修正量。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于K-means++聚類(lèi)算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法,其特征在于,初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星包括GPS衛(wèi)星和星基增強(qiáng)系統(tǒng)衛(wèi)星,北斗衛(wèi)星包括中軌道衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于K-means++聚類(lèi)算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法,其特征在于,

初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星為GPS衛(wèi)星時(shí),衛(wèi)星特定參數(shù)閥值計(jì)算模型為

其中,Bth為衛(wèi)星特定參數(shù)閥值范圍,M為基站接收機(jī)個(gè)數(shù),θn為衛(wèi)星仰角,a0、a1、a2、b0、c0均為接收機(jī)參數(shù);

初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星為星基增強(qiáng)系統(tǒng)衛(wèi)星時(shí),衛(wèi)星特定參數(shù)閥值計(jì)算模型為

其中,Bth為衛(wèi)星特定參數(shù)閥值范圍,M為基站接收機(jī)個(gè)數(shù),θn為衛(wèi)星仰角,a0、a1、a2、b0、c0均為接收機(jī)參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于K-means++聚類(lèi)算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法,其特征在于,還包括:計(jì)算并對(duì)比衛(wèi)星故障特定參數(shù)和衛(wèi)星故障特定參數(shù)閥值范圍,以判定衛(wèi)星故障。

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