CN116450994A - 一种高频遥测数据处理方法、计算设备和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高频遥测数据处理方法、计算设备和存储介质，属于火箭遥测数据处理领域，包括在采集到传感器的高频数据后对数据进行多项式拟合非线性曲线，生成一个多项式，把多项式的参数发送到地面，在地面再通过多项式参数构建多项式并计算出其值，使用提取的值在参与后续计算。本发明能够降低高频数据占用遥测数据的比例，可以在不增传输容量的前提下，对火箭发射中的关键环节和重要位置进行更加细致入微的测量，更加全面地评测火箭飞行状况。

Description

一种高频遥测数据处理方法、计算设备和存储介质
技术领域
本发明涉及火箭遥测数据处理领域，特别涉及一种高频遥测数据处理方法、计算设备和存储介质。
背景技术
在运载火箭发射的过程中，遥测***的码速率还比较低，但根据目前发展趋势可以看出，以后对火箭名环节参数的测量将会越来越细,想要更加全面了解火箭飞行情况，就需要有大量的测试数据来验证飞行的正确性。
高频数据是根据采集到的遥测数据中出现相同数据的个数多的数据，优化高频数据占用遥测数据的比例，可以在火箭的关键环节和重要位置进行细致入微的测量,无疑会给故障定位、故障分析、改进措施带来很大帮助，通过各种遥测测量手段 ,加强对火箭的全面了解 ,才能使火箭的总体设计全面提高。
发明人在日常实践中，发现现有的技术方案具有如下问题：
目前火箭发射过程中，会将传感器参数中高频数据根据自己的特性，分别按一定的采样频率采集数据，把采集到的所有数据通过遥测***发送到地面监测站。箭上通过传感器产生的高频数据占整个遥测数据的39.1%，在遥测数据量受到严格限制的前提下，高频数据占用遥测数据占比过高，无法实现运载火箭在关键环节和重要位置进行更加细致入微的测量，使得运载火箭的遥测具有局限性，无法更加全面地了解火箭飞行状况。
有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种高频遥测数据处理方法，能够降低高频数据占用遥测数据的比例，可以在不增传输容量的前提下，对火箭发射中的关键环节和重要位置进行更加细致入微的测量，更加全面地评测火箭飞行状况。
一种高频遥测数据处理方法，包括：
利用传感器按照设定的采样频率采集遥测数据；
根据采集到的遥测数据中出现相同数据的个数筛选出高频数据；
根据幂函数可逼近任意函数的基本原理，对采集到的高频数据通过多项式拟合为非线性曲线；
将多项式的参数通过遥测***发送至地面监测站；
在地面通过多项式参数构建多项式并计算出多项式的数值，使用计算出的数值参与后续计算。
优选的，所述利用传感器按照设定的采样频率采集遥测数据中，遥测数据为由64个波道和240个主帧组成的二维数组；所述波道位于二维数组的行，所述主帧位于二维数组的列。
优选的，根据采集到的遥测数据中出现相同数据的个数筛选出的高频数据包括高频振动数据和噪声数据；其中，高频振动数据在波道表中出现的频率为128；噪声数据在波道表中出现的频率为512。
优选的，所述将多项式的参数通过遥测***发送至地面监测站中的多项式为7阶多项式。
优选的，所述多项式为：
；
其中，为高频数据的值；/>为遥测下传的多项式系数；/>为第X个采样数据，其取值从1开始，根据高频数据在遥测波道中出现的频率而定。
优选的，对采集到的高频数据通过多项式拟合为非线性曲线，在构建高频振动数据和时间组成的坐标点时，把时间点设定为一个从1开始且根据遥测数据获取的先后顺序依次累加的的累加值。
优选的，计算所述多项式时，高频数据存储数据格式统一占用32个数据位，用于储存8个浮点型数值，不再根据所述高频数据在一帧数据中出现的频率安排数据位。
优选的，所述在地面通过多项式参数构建多项式并计算出其值，使用计算出的值参与后续计算包括：
获取每个高频数据的多项式系数；
根据该高频数据的采样频率依次计算出和频率数相同的具体数值；
根据四舍五入原则把计算出的和频率数相同的数值转换为整数；
使用与传感器相对应的多项式，计算出多项式的数值，使用计算出的数值参与后续计算。
根据本申请的另一方面，还提供一种计算设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如所述的高频遥测数据处理方法。
根据本申请的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的高频遥测数据处理方法。
与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
1、本发明能够降低高频数据占用遥测数据的比例，可以在不增传输容量的前提下，对火箭发射中的关键环节和重要位置进行更加细致入微的测量，更加全面地评测火箭飞行状况。
2、本发明通过多项式拟合非线性曲线可以把高频数据占整个遥测数据的39.2%降低到7.93%，有效降低高频数据占用遥测数据的比例。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1为本发明的整体流程示意图；
图2为遥测数据中主帧和波道组成的二维数组的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，一种高频遥测数据处理方法，包括以下步骤：
步骤S1、利用传感器按照设定的采样频率采集遥测数据。
其中，遥测数据的帧格式为由64个波道和240个主帧组成的二维数组，波道位于二维数组的行，主帧位于二维数组的列，每1行240个数据，如图2所示。
步骤S2、根据采集到的遥测数据中出现相同数据的个数筛选出高频数据。
高频数据指的是在64个波道和240个主帧组成的64*240的二维数组中出现相同数据的个数大于128个的数据，满足这个条件的只有高频振动数据和噪声数据，其中，高频振动数据在波道表中出现的频率为128，噪声数据在波道表中出现的频率为512，其两者共同占据了94个波道。火箭遥测数据帧中每种数据类型占用副帧个数统计情况如下表所示。
表1 火箭遥测数据帧中每种数据类型占用副帧个数统计表
步骤S3、根据幂函数可逼近任意函数的基本原理，对采集到的高频数据通过多项式拟合为非线性曲线。
根据幂函数可逼近任意函数的基本原理，选择使用多项式拟合由高频振动数据和时间构成点组成的曲线。在构建高频振动数据和时间组成的点时，可以把时间点写成一个从1开始的累加值，根据高频振动数据获取的先后顺序依次累加。此种方式既能知道获取该值的真正时间，也容易计算。
高频振动数据获取的真正时间可以通过下式获取：
；
其中，为高频振动数据获取的真正时间，/>为帧头时间，/>为每25ms出现的高频振动数据次数，/>为累加值。
在进行大量实验后，再结合准确率和计算效率两个方面得出7阶多项式最佳。
所述多项式为：
；
其中，为高频数据的值；/>为遥测下传的多项式系数；/>为第X个采样数据，根据高频数据在遥测波道中出现的频率而定，其取值从1开始，即，第一个噪声数据则X的值为1，第十个噪声数据则X的值为10，并以此类推。
采用7阶多项式，可知需要计算k0到K7这8个未知数，所以高频数据存储数据格式统一占用32个数据位，用于储存8个浮点型数值，不再根据其在一帧数据中出现的频率安排数据位。
采用32个数据位存储的方式，依次存储由K0开始依次到K7这8个浮点值。采用多项式拟合高频数据，不再用根据其采集频率权衡要放到波道表的合适位置，减轻了波道表设计的复杂度。
步骤S4、将多项式的参数通过遥测***发送至地面监测站。
步骤S5、在地面通过多项式参数构建多项式并计算出多项式的数值，使用计算出的数值参与后续计算。
具体的，包括以下步骤：
步骤S51、获取每个高频数据的多项式系数。
步骤S52、根据该高频数据的采样频率依次计算出和频率数相同的具体数值。
步骤S53、根据四舍五入原则把计算出的和频率数相同的数值转换为整数。
具体的，根据该高频数据的采样频率依次计算出和频率数相同的数值为浮点数，因为箭上采样到的值都是整数，拟合的值与具体的值也有一定的误差，所以计算出浮点值后需要根据四舍五入原则把浮点数换为整数。
步骤S54、使用与传感器相对应的多项式，计算出多项式的数值，使用计算出的数值参与后续计算。
根据本申请的另一方面，还提供一种计算设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如所述的高频遥测数据处理方法。
根据本申请的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的高频遥测数据处理方法。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高频遥测数据处理方法，其特征在于，包括：
利用传感器按照设定的采样频率采集遥测数据；
根据采集到的遥测数据中出现相同数据的个数筛选出高频数据；
根据幂函数可逼近任意函数的基本原理，对采集到的高频数据通过多项式拟合为非线性曲线；
将多项式的参数通过遥测***发送至地面监测站；
在地面通过多项式参数构建多项式并计算出多项式的数值，使用计算出的数值参与后续计算。
2.如权利要求1所述的高频遥测数据处理方法，其特征在于，所述利用传感器按照设定的采样频率采集遥测数据中，遥测数据为由64个波道和240个主帧组成的二维数组；所述波道位于二维数组的行，所述主帧位于二维数组的列。
3.如权利要求2所述的高频遥测数据处理方法，其特征在于，根据采集到的遥测数据中出现相同数据的个数筛选出的高频数据包括高频振动数据和噪声数据；其中，高频振动数据在波道表中出现的频率为128；噪声数据在波道表中出现的频率为512。
4.如权利要求3所述的高频遥测数据处理方法，其特征在于，所述将多项式的参数通过遥测***发送至地面监测站中的多项式为7阶多项式。
5.如权利要求4所述的高频遥测数据处理方法，其特征在于，所述多项式为：；
其中，为高频数据的值；/>为遥测下传的多项式系数；/>为第X个采样数据，其取值从1开始，根据高频数据在遥测波道中出现的频率而定。
6.如权利要求5所述的高频遥测数据处理方法，其特征在于，对采集到的高频数据通过多项式拟合为非线性曲线，在构建高频振动数据和时间组成的坐标点时，把时间点设定为一个从1开始且根据遥测数据获取的先后顺序依次累加的的累加值。
7.如权利要求6所述的高频遥测数据处理方法，其特征在于，计算所述多项式时，高频数据存储数据格式统一占用32个数据位，用于储存8个浮点型数值，不再根据所述高频数据在一帧数据中出现的频率安排数据位。
8.如权利要求7所述的高频遥测数据处理方法，其特征在于，所述在地面通过多项式参数构建多项式并计算出其值，使用计算出的值参与后续计算包括：
获取每个高频数据的多项式系数；
根据该高频数据的采样频率依次计算出和频率数相同的具体数值；
根据四舍五入原则把计算出的和频率数相同的数值转换为整数；
使用与传感器相对应的多项式，计算出多项式的数值，使用计算出的数值参与后续计算。
9.一种计算设备，其特征在于，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如权利要求1至8任一项所述的高频遥测数据处理方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至8任一项所述的高频遥测数据处理方法。
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