本发明涉及无人机，具体是一种应用于无人机的通信数据管理系统及方法。
背景技术：
1、无人机通信数据的管理是一个涉及多个方面的复杂过程，主要包括数据采集、传输、存储、处理和应用等环节。数据采集是无人机通信数据管理的第一步，主要通过无人机上安装的各类传感器和任务载荷进行；数据传输是将采集到的无人机数据通过无线方式传输到地面控制站或数据中心的过程。数据存储是将传输到地面控制站或数据中心的数据进行保存的过程，在无人机的通信数据进行存储中，往往会采用冗余存储策略，但是在目前冗余存储策略的应用还会给无人机组带来存储压力，产生很多没有必要的数据存储，并且可供选择的存储节点并没有基于不同无人机组执行不同飞行任务间作出区分，以及没有界定必须存储的响应时刻，从而使得存储压力增加。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种应用于无人机的通信数据管理系统及方法，以解决现有技术中提出的的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于无人机的通信数据管理方法，方法包括以下步骤：
3、步骤s100：提取应用无人机集群执行任务的历史飞行事件，历史飞行事件记录无人机规模以及无人机集群所需执行的目标任务和任务执行过程中的数据记录；以无人机规模和目标任务为检索项，归纳相同无人机规模和同一目标任务记录的历史飞行事件存储为一目标飞行集合；对每一目标飞行集合分析对应的通信数据风险特征值；
4、步骤s200：基于通信数据风险特征值，确定每一目标飞行集合中的可疑风险无人机，以及对应无人机规模下除去可疑风险无人机的其他无人机为待分析无人机；
5、步骤s300：提取待分析无人机在飞行事件的任务执行过程中的数据记录，对待分析无人机的存储节点进行分析排序，输出最优的待分析无人机存储节点；
6、步骤s400：在确定可疑风险无人机时触发对应无人机记录的数据副本存储至最优待分析无人机存储节点中。
7、进一步的，步骤s100包括以下具体步骤：
8、步骤s110：标记同一目标飞行集合中记录存在无人机通信数据异常的历史飞行事件为异常飞行事件，通信数据异常是指无人机系统通过通信数据发送错误代码或预警信息；提取异常飞行事件在任务执行过程中的数据记录，数据记录包括数据传输速率、飞行状态参数和无人机装载的传感器参数；
9、步骤s120：对同一目标飞行集合中每一异常飞行事件响应通信数据异常时刻进行追溯，提取异常时刻前的预设监测周期t，t=[t1,t2]，t1表示预设监测周期的起始时刻，t2表示异常时刻；获取预设监测周期t内记录无人机集群在单位时刻下的平均数据传输速率v0、归一化后的平均飞行状态参数g0和归一化后的平均无人机装载的传感器参数d0；
10、v0=∑v/m，v表示无人机集群中每个无人机的数据传输速率；
11、g0=∑{[(∑a)/m-amin]/(amax-amin)}，a表示飞行状态参数中的任一状态参数，∑{[(∑a)/m-amin]/(amax-amin)}表示对无人机集群内所有飞行状态参数平均值归一化后求和；amin表示同一飞行状态参数记录的最小值，amax表示同一飞行状态参数记录的最大值；m表示无人机集群中无人机的个数；
12、d0=∑{[(∑b)/m-bmin]/(bmax-bmin)}，b表示无人机装载的传感器参数中任一传感器参数，∑{[(∑b)/m-bmin]/(bmax-bmin)}表示对无人机集群内所有传感器参数平均值归一化后求和，bmin表示同一传感器参数记录的最小值，bmax表示同一传感器参数记录的最大值；
13、步骤s130：计算在预设监测周期的t1时刻和t2时刻下无人机集群的综合参数指标u(t1,t2)，u(t1,t2)=k1×v0(t1,t2)+k2×g0(t1,t2)+k3×d0(t1,t2)；利用公式：f=(ut1-ut2)/t，计算同一目标飞行集合在预设监测周期t内的指标变化率f；k1、k2、k3分别表示对应参考系数；
14、步骤s140：若f≥0时，选取综合参数指标ut2作为目标飞行集合分析对应的通信数据风险特征值并在小于等于ut2时进行预警；若f<0时，选取综合参数指标ut2作为目标飞行集合分析对应的通信数据风险特征值并在大于ut2时进行预警。
15、进一步的，步骤s200包括以下具体步骤：
16、步骤s210：提取目标飞行集合中各飞行事件记录无人机集群的数据记录，计算对应飞行事件中无人机集群对应单位飞行时刻各无人机的综合参数指标u；
17、步骤s220：当对应目标飞行集合中记录的指标变化率大于等于零时，计算无人机集群中每一无人机的综合参数指标与历史记录相同目标飞行集合的通信数据风险特征值ut2的第一差值u1，u1=u-ut2；提取u1≥0且u1小于预设第一差值阈值以及u1<0时对应的无人机为可疑风险无人机；
18、当对应目标飞行集合中记录的指标变化率小于零时，计算无人机集群中每一无人机的综合参数指标与历史记录相同目标飞行集合的通信数据风险特征值ut2的第二差值u2，u2=ut2-u；提取u2≥0且u2小于第二差值阈值以及u2<0时对应的无人机为可疑风险无人机。
19、进一步的，步骤s300包括以下：
20、步骤s310：标记待分析无人机在同一目标飞行集合中无人机集群记录可疑风险无人机的标记响应时刻为目标时刻，提取目标时刻各待分析无人机记录的综合参数指标u；
21、步骤s320；当对应目标飞行集合中记录的指标变化率大于等于零时，获取各待分析无人机在目标时刻的第一差值u1，以及对应存储空间剩余容量c1，利用公式：r1=r1×u1+r2×c1，计算各待分析无人机在目标时刻的第一有效存储指数r1，将第一有效存储指数r1按照由大到小的顺序排序生成第一存储序列；基于第一存储序列输出序列第一对应的待分析无人机为最优待分析无人机存储节点；
22、当对应目标飞行集合中记录的指标变化率小于零时，获取各待分析无人机在目标时刻的第二差值u2，以及对应存储空间剩余容量c1，利用公式：r2=r1×u2+r2×c1，计算各待分析无人机在目标时刻的第二有效存储指数r2，将第二有效存储指数r2按照由大到小的顺序排序生成第二存储序列；基于第二存储序列输出序列第一对应的待分析无人机为最优待分析无人机存储节点。
23、通过对存储容量和响应时刻无人机的通信数据风险程度结合分析选取当可疑风险无人机可能存在异常时，可在响应时刻传输数据副本至最优待分析无人机存储节点上，提高了通信数据的有效保存和安全性。存储容量越大对于传输对象无人机运行影响越小，通信数据风险越低，数据的安全性越高，可以有效实现利用多个存储节点来存储数据的副本，提高了数据的冗余度，还通过分散存储降低了单点故障的风险，同时副本的存储选择具有一定的合理性和方向性。
24、一种应用于无人机的通信数据管理系统，系统包括历史飞行事件提取模块、目标飞行集合存储模块、通信数据风险特征值分析模块、无人机类型分析模块、最优存储节点确定模块和数据副本存储模块；
25、历史飞行事件提取模块用于提取应用无人机集群执行任务的历史飞行事件；
26、目标飞行集合存储模块用于以无人机规模和目标任务为检索项，归纳相同无人机规模和同一目标任务记录的历史飞行事件存储为一目标飞行集合；
27、通信数据风险特征值分析模块用于对每一目标飞行集合分析对应的通信数据风险特征值；
28、无人机类型分析模块用于确定每一目标飞行集合中的可疑风险无人机，以及对应无人机规模下除去可疑风险无人机的其他无人机为待分析无人机；
29、最优存储节点确定模块用于提取待分析无人机在飞行事件的任务执行过程中的数据记录，对待分析无人机的存储节点进行分析排序，输出最优的待分析无人机存储节点；
30、数据副本存储模块用于在确定可疑风险无人机时触发对应无人机记录的数据副本存储至最优待分析无人机存储节点中。
31、进一步的，通信数据风险特征值分析模块包括异常飞行事件提取单元、数据记录分析单元、综合参数指标计算单元和通信数据风险特征值输出单元；
32、异常飞行事件提取单元用于标记同一目标飞行集合中记录存在无人机通信数据异常的历史飞行事件为异常飞行事件；
33、数据记录分析单元用于提取异常飞行事件在任务执行过程中的数据记录，数据记录包括数据传输速率、飞行状态参数和无人机装载的传感器参数；
34、综合参数指标计算单元用于计算在预设监测周期的t1时刻和t2时刻下无人机集群的综合参数指标；
35、通信数据风险特征值输出单元用于选取综合参数指标作为目标飞行集合分析对应的通信数据风险特征值并基于指标变化率进行预警。
36、进一步的，无人机类型分析模块包括差值数据计算单元和可疑无人机确定单元；
37、差值数据计算单元用于计算无人机集群中每一无人机的综合参数指标与历史记录相同目标飞行集合的通信数据风险特征值的第一差值和第二差值；
38、可疑无人机确定单元用于基于差值数据计算单元输出差值数据确定可疑无人机。
39、进一步的，最优存储节点确定模块包括目标时刻确定单元、有效存储指数计算单元和最优存储节点输出单元；
40、目标时刻确定单元用于标记待分析无人机在同一目标飞行集合中无人机集群记录可疑风险无人机的标记响应时刻为目标时刻；
41、有效存储指数计算单元用于计算各待分析无人机在目标时刻的第一有效存储指数和第二有效存储指数；
42、最优存储节点输出单元用于基于有效存储指数计算单元结果输出最优存储节点。
43、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本技术可以在无人机集群执行飞行任务时，对可能存在数据存储风险的无人机进行快速实时分析，选择最优的数据存储节点对应的其他无人机，以实现分布式存储来保证数据的安全性管理，降低了单一存储对单点故障发生时对整体飞行数据的影响，并且在选择分布式存储节点时基于当前各待分析无人机的运行状态进行合理选择，降低存储压力的同时提高了数据管理的安全性，不需要盲目为了分布存储增加数据压力；且对无人机群分布存储节点的选择不依赖地面站，可以有效避免无人机在上行数据和下行数据交互时对副本数据存储带来的额外存储压力以及降低无人机与地面站通信协议。
1.一种应用于无人机的通信数据管理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种应用于无人机的通信数据管理方法，其特征在于：所述步骤s100包括以下具体步骤：
3.根据权利要求2所述的一种应用于无人机的通信数据管理方法，其特征在于：所述步骤s200包括以下具体步骤：
4.根据权利要求1所述的一种应用于无人机的通信数据管理方法，其特征在于：所述步骤s300包括以下：
5.一种应用于无人机的通信数据管理系统，如使用权利要求1-4中任一项所述的一种应用于无人机的通信数据管理方法，其特征在于：所述系统包括历史飞行事件提取模块、目标飞行集合存储模块、通信数据风险特征值分析模块、无人机类型分析模块、最优存储节点确定模块和数据副本存储模块；
6.根据权利要求5所述的一种应用于无人机的通信数据管理系统，其特征在于：所述通信数据风险特征值分析模块包括异常飞行事件提取单元、数据记录分析单元、综合参数指标计算单元和通信数据风险特征值输出单元；
7.根据权利要求6所述的一种应用于无人机的通信数据管理系统，其特征在于：所述无人机类型分析模块包括差值数据计算单元和可疑无人机确定单元；
8.根据权利要求7所述的一种应用于无人机的通信数据管理系统，其特征在于：所述最优存储节点确定模块包括目标时刻确定单元、有效存储指数计算单元和最优存储节点输出单元；
