Schefels, Clemens und Ben Salem, Bilel und Gerhardus, Andreas und Helmsauer, Kathrin und Lambert, Baptiste und Niebling, Julia und Popescu, Oana und Rabel, Martin und Rewicki, Ferdinand und Schlag, Leonard (2025) Explaining Satellite Anomalies--Causal Inference for Space Operations. 18th International Conference on Space Operations (SpaceOps 2025), 2025-05-26 - 2025-05-30, Montreal, Kanada.
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Kurzfassung
The operation of satellites relies heavily on telemetry data, which has become increasingly complex due to the proliferation of parameters. Automatic anomaly detection and explanation are crucial for satellite operators to respond promptly to anomalies and ensure the reliability of their systems. This study aims to bring together classical machine learning methods and deep learning approaches in anomaly detection, with a focus on causal inference. For anomaly detection, we investigate the performance of the deep learning methods Graph-Augmented Normalising Flow (GANF) and Multi-Scale Temporal Variational Autoencoder (MST-VAE), as well as of the classical, density-based estimation Maximally Divergent Intervals (MDI) method. For causal inference, we apply two time series causal discovery algorithms, Peter and Clark Momentary Conditional Independence (PCMCI) and Joint Peter and Clark Momentary Conditional Independence (J-PCMCI), to identify causal relationships in the considered satellite telemetry data. Our methods are designed to provide explainable results and facilitate interpretation of the anomalies by satellite operators. We evaluate our approach using a use case study on satellite telemetry data collected during ground station contacts, incorporating telecommands given. This research contributes to the growing body of work on anomaly detection and causal inference in complex data sets, and advance our understanding of anomaly detection and causal inference.
| elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/218254/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Dokumentart: | Konferenzbeitrag (Vortrag) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Titel: | Explaining Satellite Anomalies--Causal Inference for Space Operations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Autoren: |
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| Datum: | 28 Mai 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Referierte Publikation: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stichwörter: | Anomaly detection, causal discovery, machine learning, satellite communications, correlation analysis, signal processing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstaltungstitel: | 18th International Conference on Space Operations (SpaceOps 2025) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstaltungsort: | Montreal, Kanada | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstaltungsart: | internationale Konferenz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstaltungsbeginn: | 26 Mai 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstaltungsende: | 30 Mai 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Veranstalter : | Canadian Aeronautics and Space Institute (CASI) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Forschungsbereich: | keine Zuordnung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programm: | keine Zuordnung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programmthema: | keine Zuordnung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Schwerpunkt: | Digitalisierung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Forschungsgebiet: | D KIZ - Künstliche Intelligenz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | D - CausalAnomalies | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standort: | Jena , Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institute & Einrichtungen: | Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Missionstechnologie Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Missionsbetrieb Institut für Datenwissenschaften > Datenanalyse und -intelligenz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt von: | Schefels, Clemens | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt am: | 03 Nov 2025 09:46 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Letzte Änderung: | 03 Nov 2025 09:46 |
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