CN111930137B - 一种多源遥测弹道数据帧的实时优选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多源遥测弹道数据帧的实时优选方法。该方法由网络接收应用程序、数据处理应用程序等部件组成；网络接收应用程序实现多数据源弹道数据帧的网络接收；数据处理应用程序采用时间驱动的方式从网络接收应用程序中获取所有的多源遥测弹道数据帧，经过处理后向外发送优选弹道帧。本发明严格按照多源数据分时优先级列表对多源遥测弹道帧进行优选，确保了优选弹道帧的准确性和实时性；在进行多源遥测弹道数据优选时，对可能存在的丢帧情况基于弹道时标进行了补帧，保证了弹道数据的连续性。

Description

一种多源遥测弹道数据帧的实时优选方法
技术领域
本发明属于航天测控数据处理领域，涉及一种航天测量船多源遥测弹道数据的实时处理，可用于多源遥测情形下弹道数据帧的实时优选。
背景技术
在进行飞行器海基测控任务时，测量船中心机系统会收到来自多源遥测数据的弹道数据帧，这些数据帧是由不同的测控设备接收飞行器遥测原码实时解算而来，为了便于实时监视飞行器弹道情况，测量船中心机系统需基于这些多源遥测弹道数据帧进行优选融合，实时生成唯一的遥测弹道帧。
面对多源的弹道数据帧，传统的方法仅依据设备的跟踪性能，在飞行器飞行过程中，根据飞行相对时实时选择特定源的弹道数据并发出，用于监视显示。该方法在每个时间段仅依赖一种遥测数据源弹道数据，未能充分利用多源遥测数据的优势，在当前主跟踪设备跟踪状况不佳存在丢帧现象时，会导致实时优选的弹道数据帧存在丢帧。
为了更好的满足岗位人员对飞行器弹道势态的实时判断，我们将这些遥测数据源根据设备跟踪性能，构建了分时的优先级列表，然后将多源遥测的弹道数据采用时间驱动的方式进行优选融合。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供了一种多源遥测弹道数据帧的实时优选方法，该方法针对多源遥测的弹道数据帧，构建了优选融合方法，确保了优选帧数据的连续性、完备性。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种多源遥测弹道数据帧的实时优选方法，多源遥测弹道数据帧的优选采用了时间驱动的方式，具体包括以下步骤：
步骤A、设定优选间隔为δ，获取该间隔时间内的所有遥测弹道数据帧并进行积累，每种遥测数据源弹道帧分别积累，积累序列最大长度为L，采用“先进先出”的队列结构。
步骤B、获取当前时刻的数据源优先级列表。
步骤C、按照当前时刻数据源优先级对积累的弹道数据帧进行遍历。获取一种数据源的弹道帧序列，判断该数据源弹道数据帧序列是否为空。
步骤D、若当前数据源弹道数据帧序列非空，则遍历该序列。
步骤E、对当前数据源序列中的每个弹道帧，计算该弹道时标tc与上一帧优选弹道时标t的关系是否满足设定的优选间隔。若满足判定条件，则将当前弹道帧作为优选弹道帧并记录其弹道时标t和采样时刻T，然后继续遍历；若不满足，直接遍历序列下一个弹道帧。
步骤F、若当前数据源序列遍历结束，则退出。
步骤G、退出步骤C中对积累的弹道数据帧的遍历。
步骤H、若步骤C中当前数据源弹道数据帧序列为空，则计算当前时刻Tc与上一帧优选弹道采样时刻T的间隔。若两者间隔大于丢帧间隔γ或者上一帧的优选弹道帧不是当前数据源，则转到步骤C继续遍历下一优先级数据源；否则转到步骤I。
步骤I、将步骤A中积累的每种多源遥测弹道序列中弹道时标小于优选弹道时标t的分别剔除，并继续步骤A。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明严格按照多源数据分时优先级列表对多源遥测弹道帧进行优选，确保了优选弹道帧的准确性和实时性。
(2)本发明对多源遥测弹道数据进行优选时，对可能存在的丢帧情况基于弹道时标进行补帧，保证了弹道数据的连续性。
附图说明
图1为本发明所述的多源遥测弹道帧优选流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例提供用于飞行器测控的多源遥测弹道帧数据处理系统，由网络接收应用程序、数据处理应用程序等部件组成，该系统的运行还需要外部时统提供时间中断信号。上述部件可部署于同一个测控单元服务器或工作站。网络接收应用程序为接口层测控数据处理程序，用于实现多数据源弹道数据的网络接收；数据处理应用程序由外部时统的中断信号驱动，固定时间从网络接收应用程序中获取多源弹道数据帧，经过处理后向外发送优选弹道帧。
在实施过程中，需要定义遥测弹道数据帧格式，以及分时的数据源优先级列表等信息。具体实施方式如下：
(1)定义遥测弹道帧格式，如表1所示，该格式首先定义弹道帧的采样时刻T，然后依次列出弹道帧的各个分量，包括弹道时标以及空间位置、速度等信息。该帧可作为测控系统数据交换的通用格式，其中“采样时刻”为地面测控设备获取该帧的时刻，“弹道时标”为飞行器生成该帧的时刻，位置分量、速度分量为飞行器在“弹道时标”时刻WGS84坐标系下的直角坐标系位置、速度。
表1遥测弹道帧格式
Figure BDA0002508092010000031
Figure BDA0002508092010000041
(2)定义分时的数据源优先级列表，假定某次飞行器测控任务中存在S1、S2、S3、S4等四个测控站，它们均能完成飞行器遥测信号的接收与解算，根据这四个测控站的跟踪性能，按照飞行器起飞后的相对时，可构建如下表2所示的示例分时优先级列表：
表2分时数据源优先级列表
Figure BDA0002508092010000042
(3)本发明实施步骤中的优选间隔δ可理解为优选弹道数据的生成间隔，一般情况下，可将其设定为：δ＝1s，丢帧间隔可设定为：γ＝3δ。计算当前弹道时标tc与上一帧优选弹道时标t的关系是否满足设定的优选间隔时，采用如下判定：若tc-t＞0.8*δ或tc-t＜-5*δ，则认为满足优选间隔。
(4)在本发明的实施步骤中，若当前优选数据源为最高优先级数据源，最高优先级数据源的弹道能持续收到，且弹道时标间隔满足设定的优选间隔δ，则直接优选最高优先级数据源弹道，这是常见情形，还存在以下特殊情形：
若待选弹道时标tc与上一帧优选弹道时标t的间隔小于设定的优选间隔δ，则将该弹道帧剔除。将数据源中过于密集的弹道帧按照时间间隔进行优选，即实施步骤E中描述内容。
若步骤C中获取的数据源弹道帧序列为空，则计算当前时刻Tc与上一帧优选弹道采样时刻T的间隔。若两者间隔大于丢帧间隔γ或者上一帧的优选弹道帧不是当前数据源，则认为当前数据源暂时不可用，需遍历优先级列表中下一优先级的数据源；在当前时刻Tc与上一帧优选弹道采样时刻T差值小于丢帧间隔γ且上一帧的优选弹道帧是当前数据源时，直接跳出该次弹道帧优选的流程，即实施步骤H中描述内容。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多源遥测弹道数据帧的实时优选方法，其特征在于：所述实时优选方法包括以下步骤：
步骤A、设定优选间隔为δ，获取该间隔时间内的所有遥测弹道数据帧并进行积累，每种遥测数据源弹道帧分别积累，积累序列最大长度为L；
步骤B、获取当前时刻的数据源优先级列表；
步骤C、按照当前时刻数据源优先级对积累的弹道数据帧进行遍历，获取一种数据源的弹道帧序列，若当前数据源弹道数据帧序列非空，则遍历该序列并执行步骤D；若为空则转到步骤G；
步骤D、对当前数据源序列中的每个弹道帧，计算当前弹道时标t c 与上一帧优选弹道时标t的关系是否满足设定的优选间隔；若满足判定条件，则将当前弹道帧作为优选弹道帧并记录其优选弹道时标t和优选弹道采样时刻T，然后继续遍历；若不满足，直接遍历序列下一个弹道帧；
步骤E、若当前数据源序列遍历结束，则退出；没有结束则继续遍历；
步骤F、退出步骤C中对积累的弹道数据帧的遍历；
步骤G、若步骤C中当前数据源弹道数据帧序列为空，则计算当前时刻T c 与上一帧优选弹道采样时刻T的间隔，若两者间隔大于丢帧间隔γ或者上一帧的优选弹道帧不是当前数据源，则转到步骤C继续遍历下一优先级数据源；否则转到步骤H；
步骤H、将步骤A中积累的每种多源遥测弹道序列中弹道时标小于优选弹道时标t的分别剔除，并继续步骤A。
2.根据权利要求1所述的一种多源遥测弹道数据帧的实时优选方法，其特征在于：步骤A中每种遥测数据源弹道帧采用“先进先出”的队列结构。
3.根据权利要求1所述的一种多源遥测弹道数据帧的实时优选方法，其特征在于：所述遥测数据源弹道帧包括采样时刻、弹道时标、位置分量X、Y、Z和速度分量Vx、Vy、Vz，其中位置分量、速度分量为飞行器在弹道时标时刻WGS84坐标系下的直角坐标系位置、速度；采样时刻为地面测控设备获取该帧的时刻。
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基于全帧最优的多站遥测数据融合方法;杨军等;《电子测量技术》;20190930;第42卷(第17期);第101-105页 *

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