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1、10申请公布号CN101944158A43申请公布日20110112CN101944158ACN101944158A21申请号201010261337X22申请日20100824G06F19/0020110171申请人中国人民解放军63796部队地址615000四川省凉山彝族自治州西昌市16信箱8组72发明人车著明陶钟山张志芬魏志东刘涛魏瑾谢礼董继辉74专利代理机构重庆市恒信知识产权代理有限公司50102代理人刘小红54发明名称航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合处理方法57摘要本发明涉及一种航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合处理方法，主要解决在没有航天器测速信息的情况下，如何由位置参数实时。
2、计算得到光滑的速度信息的难题。本发明建立了航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合处理的模型。较之以前用的简单微分平滑确定综合速度，则速度的随机跳动误差可达40米/秒（图5），而采用本发明方法，则速度的随机跳动误差只有05米/秒，满足航天器飞行速度的实时确定的要求，并得到实验验证了方法的有效性。通过航天器飞行位置测量信息，应用该方法确定了航天器飞行速度，并与简单微分平滑确定速度方法进行了效果图对比分析，说明了发明的方法大大改进了实时计算的航天器飞行速度的平滑度。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图3页CN101944165A1/1页21航天器飞。
3、行速度记忆性微分平滑时域融合处理方法，方法包括（1）建立航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合处理的数学模型；（2）确定航天器飞行速度从（1）中的位置中点微分平滑的模型确定航天器飞行速度是其飞行时间的一次函数，其函数的零次项系数和一次项系数，航天器飞行速度由中点微分平滑的结果初步确定；（3）随着航天器飞行时间的推进，确定（2）中函数的零次项系数和一次项系数的历史记忆值和当前值的加权值，确定的加权系数对航天器飞行速度的平稳性起决定作用。2根据权利要求1所述的航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合处理方法，其特征是步骤（1）中的中点微分平滑的点数实时确定时取11点；事后计算时为161点。权利要求书CN。
4、101944158ACN101944165A1/3页3航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合处理方法技术领域0001本发明涉及微分平滑及数字滤波技术，特别是航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合处理方法，该方法适用于缺乏运动物体的测速元时、由其位置信息序列实时精确确定速度信息序列的场合，由于位置信息序列的测量误差在简单微分平滑速度时，误差传递放大明显，所以该发明方法比较以前所有的由位置信息序列简单微分平滑实时确定速度信息序列的方法，显著提高了所确定速度的精度。背景技术0002在航天器飞行数据处理的实践中,会出现某一测量时段由于缺乏测速元,使得航天器飞行速度只能从定位元素平滑得出,这时在定位系统看起。
5、来是较小的随机误差,由于测量时间间隔小及平滑点数少,会使从定位元素简单微分平滑得出的速度元素呈大幅跳变的发散现象（图3）,而航天器飞行数据处理对速度信息的精度要求又特别高，怎么消除这种发散现象一直是困扰数据处理人员的一个难题。在此背景下，我们研究出航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合处理方法，显著提高了由位置信息序列简单微分平滑确定速度信息序列的精度（图4）。发明内容0003本发明的目的是提供一种在缺乏运动物体的测速元的情况下，通过其位置测量信息序列实时精确确定速度信息序列的方法，方法概括根据航天器位置分量时间序列的中点平滑公式，在时域中，利用其一阶微分和二阶微分得出航天器速度的多项式拟合数学。
6、模型，由于航天器飞行的加速度比较稳定，充分利用速度元在时域中的多项式系数既有随时间变化的趋势，又有短时间的局部稳定的特性，表现在速度曲线在各级飞行阶段内的斜率的较稳定性。0004一种航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合处理方法，包括（1）建立航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合处理的的数学模型；（2）确定航天器飞行速度从（1）中的位置中点微分平滑的模型确定航天器飞行速度是其飞行时间的一次函数，其函数的零次项系数和一次项系数，航天器飞行速度由中点微分平滑的结果初步确定；（3）随着航天器飞行时间的推进，确定（2）中函数的零次项系数和一次项系数的历史记忆值和当前值的加权值，确定的加权系数对航天器飞行。
7、速度的平稳性起决定作用。0005本发明方法的特点此方法的特点是利用中点平滑进行速度元的时域中的多项式建模，避免了向前外推多项式建模容易导致航天器飞行关机特征点速度发散的特点，且微分平滑点数不多，仍保持以往在实时数据处理使用的点数，不会造成时间延迟和计算量大幅度增大而影响实时性，是记忆性的速度元的时间零次项和一次项的系数起到了对位置元素的随机误差的滤波抑制作用，从而使航天器微分平滑求速的结果平稳可信，因为实际上火箭的飞行速度是平稳说明书CN101944158ACN101944165A2/3页4的，如果显示为较大的波动则是测不准原理所致。外测事后数据处理时，在没有测速信息的情况下，只要平滑点数取得。
8、足够多，可达361点，由位置测元可微分得到精确平滑的速度参数。该发明方法可用于事后数据处理，在事后必须微分平滑确定速度信息时，开始与结束时可达180时间点未得到速度值，可采用上述发明方法来确定，使没有速度处理信息的时间段落缩小到最短。附图说明0006图1是系统集成示意图；图2是航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合的确定过程；图3是航天器简单微分平滑定速的速度曲线；图4是航天器记忆性微分平滑时域融合的速度曲线；图5是航天器简单微分平滑定速的速度残差曲线；图6是航天器记忆性微分平滑时域融合的速度残差曲线。具体实施方式0007本发明方法具体包括（1）建立航天器位置中点微分平滑的数学模型，包括X3/2。
9、N12N12N3NN3N23N152XDX3/HNN12N1N1XXDDX30/H2NN12N12N12N3NN32N2NX式中X为航天器位置信息序列；H为采样间隔时间；X为航天器位置中点平滑值；DX为航天器速度中点平滑值；DDX为航天器加速度中点平滑值；N为平滑点数12，事后计算时80（平滑点数为161），实时时取5（平滑点数为11）；（2）确定航天器飞行速度从中点微分平滑公式得出速度DX是时间的一次函数DXDX0KT；KDDX式中T为航天器位置分量中点的起飞相对时，单位为秒；DX0DXDDXT，为航天器速度中点平滑值的时间的零次项系数；K为为航天器速度中点平滑值的时间的一次项系数；（3）随。
10、着航天器飞行时间的推进，确定（2）中函数的零次项系数和一次项系数的历史记忆值和当前值的加权值DX0K1DX0K2DX00KK1KK2K0DX00、K0分别为速度中点平滑值的零次项系数和一次项系数的历史值，即前一点中点平滑的值；K1、K2是记忆加权系数，在二级关机分离前分别取01，09之后取005，095。说明书CN101944158ACN101944165A3/3页50008图1、图2在没有航天器飞行速度测量信息的情况下，通过图1所示的系统集成和图2所示的确定过程，由航天器飞行位置测量信息；应用本发明方法精确确定了航天器飞行速度，大大改进了由于没有航天器速度的测量信息时实时由其位置信息确定航天。
11、器飞行速度的平滑度。0009本发明的技术效果如下图3、图4分别给出了简单微分平滑定速和记忆性微分平滑时域融合定速方法确定的航天器速度曲线，简单微分平滑定速速度曲线的大幅跳变明显，呈锯齿形，而记忆性微分平滑时域融合定速的速度曲线光滑平整，满足实时数据处理和显示要求，图5、图6分别给出了简单微分平滑定速和记忆性微分平滑时域融合定速方法确定的航天器速度残差曲线，本发明记忆性微分平滑时域融合定速方法确定的航天器综合速度残差曲线的数值小于05米/秒，残差满足实时数据处理速度精度要求；而简单微分平滑定速的速度残差曲线的数值可达40米/秒，其中残差是与事后处理所用的精确的361点中点微分平滑定速的结果比较得出的。以上说明航天器飞行速度记忆性微分平滑时域融合方法是有效的。0010本发明方法除可用于确定航天器的飞行速度外，还可用于在已知运动物体在不同时间序列的位置的情况下，精确地确定运动物体的速度随时间变化的序列。说明书CN101944158ACN101944165A1/3页6图1图2说明书附图CN101944158ACN101944165A2/3页7图3图4说明书附图CN101944158ACN101944165A3/3页8图5图6说明书附图CN101944158A。