CN108090240A - 气动测量飞行试验数据处理与评估方法 - Google Patents

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吴文瑞
侯砚泽
张柏楠
杨雷
黄震
郭斌
刘岩
左光
陈冲
石泳
谢志勇
李喜来
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Abstract

本发明提供一种气动测量飞行试验数据处理与评估方法，该方法包括以下步骤：从存储或下行数据中按帧格式提取数据源码；按照参数系数公式，将源码转换为具有物理意义的测量值；选择拟处理的数据区间；识别测量数据中不合理的重复数据、跳点、野值并进行剔除；对缺失数据的时间段进行数据补齐；进行数值微分；对实测数据作频谱分析，分析出不合理的高频成分并进行低通滤波；对滤波后的数据进行延迟修正；统一不同类别数据的时间标记；进行坐标转换。本发明可用于有大气行星进/再入飞行器的气动参数测量数据处理，可以消除测量数据中随机误差可能导致的气动性能参数解算偏差。

Description

气动测量飞行试验数据处理与评估方法
技术领域
本发明涉及一种气动测量飞行试验数据处理与评估方法，属于飞行试验数据处理技术领域。
背景技术
气动飞行试验后的数据一般下行或存储于飞行器上，以源码形式存储，需要经过公式变换和处理后为评估飞行器气动性能所用，本专利提出一种飞行试验数据的处理和使用方法。
气动飞行试验数据的存储和下行通常按照存储帧格式要求和下行帧格式要求进行，按数据格式解析后的数据仍是源码数据，需要通过参数系数公式对源码进行处理，得到具有物理意义的实际测量值。
由于飞行环境的复杂性、传感器和数据采集系统的非理想性，气动测量数据往往含有随机误差，这些误差可能导致气动力/热特性参数解算的偏差。因此，必须在开展气动测量数据处理前，完成数据预处理工作，以使得飞行试验的测量数据可以为气动参数辨识所用。
发明内容
本发明的目的是提供一种气动测量飞行试验数据处理与评估方法，用于对飞行试验中测量的位置、速度、姿态、角速度、飞行器表面气动压力、气动热数据进行处理。
本发明所采取的技术方案如下：
一种气动测量飞行试验数据处理与评估方法，包括以下步骤：从存储或下行数据中按帧格式提取数据源码；按照参数系数公式，将所述源码转换为具有物理意义的测量值；选择拟处理的数据区间；识别测量数据中不合理的重复数据、跳点、野值并进行剔除；对缺失数据的时间段进行数据补齐；进行数值微分；对实测数据作频谱分析，分析出不合理的高频成分并进行低通滤波；对滤波后的所述数据进行延迟修正；统一不同类别数据的时间标记；进行坐标转换。
对于上述气动测量飞行试验数据处理与评估方法，在坐标转换步骤中，位置和速度数据统一至返回坐标系，姿态和角速度测量数据统一至第一船体坐标系。
对于上述气动测量飞行试验数据处理与评估方法，对缺失数据的所述时间段采用插值方式进行数据补齐。
本发明的有益效果是：利用本发明的方法开展气动测量数据处理，可以消除测量数据中随机误差可能导致的气动性能参数解算偏差。本发明可用于有大气行星进/再入飞行器的气动参数测量数据处理。
附图说明
图1是气动测量飞行试验数据处理与评估方法实施步骤图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明的气动测量飞行试验数据处理与评估方法，具体步骤如下：
步骤1、从存储或下行数据中按帧格式提取数据源码；
步骤2、按照参数系数公式，将源码转换为具有物理意义的测量值；
步骤3、选择拟处理的数据区间；
飞行试验气动测量数据的时间起点和终点不一致，为了便于后续数据处理，需要选择拟处理的数据区间。
步骤4、识别测量数据中不合理的重复数据、跳点、野值并进行剔除；
测量数据中可能出现不合理的重复数据(采集重帧)、跳点、野值，必须将其识别出来并予以删除。
步骤5、对缺失数据的时间段进行数据补齐；
经过野值剔除后，可能存在部分时间段数据缺失，为了保证测量数据的连续性，采用插值方式对数据进行插值补齐。
步骤6、进行数值微分；
在气动测量数据处理中，可能用到测量数据的微分数值，以弥补测量数据的不足。
步骤7、对实测数据作频谱分析，分析出不合理的高频成分并进行低通滤波；
气动测量数据常含有高频成分，为此应对实测数据作频谱分析，分析出不合理的高频成分并通过低通滤波器予以滤除。
步骤8、对滤波后的数据进行延迟修正；
不同数据源之间可能存在延迟，此外，低通滤波也往往引入一定量级的延迟，需对滤波后的数据进行补偿。
步骤9、统一不同类别数据的时间标记；
前述数据预处理可能导致的数据时间标记不统一或缺失，此外舱载设备与弹道外测数据时间标记可能不统一，因此，需统一不同类别数据的时间标记。
步骤10、进行坐标转换；
位置和速度数据统一至返回坐标系；姿态和角速度测量数据统一至第一船体坐标系。
本发明适用于行星际进/再入、近地轨道再入飞行器和航空飞行器的气动参数测量数据处理。
本发明中未说明部分属于本领域的公知技术。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种气动测量飞行试验数据处理与评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
从存储或下行数据中按帧格式提取数据源码；
按照参数系数公式，将所述源码转换为具有物理意义的测量值；
选择拟处理的数据区间；
识别测量数据中不合理的重复数据、跳点、野值并进行剔除；
对缺失数据的时间段进行数据补齐；
进行数值微分；
对实测数据作频谱分析，分析出不合理的高频成分并进行低通滤波；
对滤波后的所述数据进行延迟修正；
统一不同类别数据的时间标记；
进行坐标转换。
2.根据权利要求1所述的气动测量飞行试验数据处理与评估方法，其特征在于，在坐标转换步骤中，位置和速度数据统一至返回坐标系，姿态和角速度测量数据统一至第一船体坐标系。
3.根据权利要求1或2所述的气动测量飞行试验数据处理与评估方法，其特征在于，对缺失数据的所述时间段采用插值方式进行数据补齐。
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