System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种火箭姿态数据处理方法、设备及存储介质技术_技高网

一种火箭姿态数据处理方法、设备及存储介质技术

技术编号:44164103 阅读:17 留言:0更新日期:2025-01-29 10:36
本发明专利技术公开了一种火箭姿态数据处理方法、设备及存储介质,属于火箭姿态数据处理领域,包括获取火箭运动状态下的真实姿态数据,并对获取的真实姿态数据进行预处理;构建生成对抗网络模型,并定义生成对抗网络模型的损失函数;对生成对抗网络模型进行训练,并对训练后的生成对抗网络模型进行评估和迭代更新,以获得最优的生成对抗网络模型;利用最优的生成对抗网络模型生成火箭飞行姿态数据;其中,所述真实姿态数据包括姿态角度、导航速度、位置和时间戳。本发明专利技术能够根据已知数据生成丢失部分的高质量补全数据,确保数据的完整性,为后续数据处理提供了保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及火箭姿态数据处理领域,特别涉及一种火箭姿态数据处理方法、设备及存储介质


技术介绍

1、飞行姿态角度、导航速度、位置和时间戳等是描述飞行器运动状态的核心数据,直接关系到飞行控制、导航与制导系统的精度与可靠性。在航天航空领域,数据处理的准确性和实时性是保障飞行器安全高效运行的关键。然而,飞行过程中复杂的环境干扰(如紊流、大气扰动)和系统局限性(如传感器噪声、数据丢失等)为数据处理带来了重大挑战。

2、传统方法依赖于物理模型和滤波算法,在特定条件下表现优异,但对于多维动态数据的相关性建模、非线性问题处理及多样化场景适应性方面存在不足。

3、尤其是现有方案在处理高维度数据时,缺乏生成能力,数据增强方式简单,可能无法覆盖真实姿态数据的多样性,难以生成高质量的合成数据。

4、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。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本申请提供一种火箭姿态数据处理方法、设备及存储介质,能够根据已知数据生成丢失部分的高质量补全数据,确保数据的完整性,为后续数据处理提供了保障。

2、一种火箭姿态数据处理方法,包括:

3、获取火箭运动状态下的真实姿态数据,并对获取的真实姿态数据进行预处理;

4、构建生成对抗网络模型,并定义生成对抗网络模型的损失函数;

5、对生成对抗网络模型进行训练,并对训练后的生成对抗网络模型进行评估和迭代更新,以获得最优的生成对抗网络模型;

6、利用最优的生成对抗网络模型生成火箭飞行姿态数据;

7、其中,所述真实姿态数据包括姿态角度、导航速度、位置和时间戳。

8、优选的,预处理后的真实姿态数据需满足以下条件:

9、预处理后的姿态角度在-180°至180°范围内循环变化,且具有连续性和平滑性,避免突变或不合理的振荡;

10、预处理后的导航速度符合包括最大加速度和减速度范围在内的飞行物理规律,且与飞行任务阶段一致;

11、预处理后的位置满足物理轨迹约束;所述预处理后的位置包括经度、纬度和高度,高度与姿态角度和导航速度保持一致性;

12、预处理后的时间戳为时间序列数据,其具有正确的时间间隔和时间点顺序。

13、优选的,所述定义生成对抗网络模型的损失函数包括定义生成对抗网络模型中判别器的损失函数和生成器的损失函数;

14、其中,判别器的损失函数用于评估判别器对真实姿态数据和生成姿态数据的判别能力;生成器的损失函数用于评估生成器欺骗判别器的能力。

15、优选的,所述判别器损失函数的表达式为:

16、;

17、式中,为真实姿态数据被判别器正确分类的平均对数概率;为输入判别器的真实姿态数据;是判别器对真实姿态数据的输出值;是生成姿态数据被判别器正确分类为假的平均对数概率;为判别器对生成姿态数据的判别输出值;是由生成器生成姿态数据;为输入的随机噪声。

18、优选的,所述生成器损失函数的表达式为:

19、;

20、式中,其中表示判别器认为生成姿态数据,是真实的概率的对数值。

21、优选的,所述对训练后的生成对抗网络模型进行评估中,对姿态角数据的验证包括:

22、检查生成的姿态角度是否在合理范围内;

23、计算角度序列的变化率,使用傅里叶变换分析生成角度的频域特性,检查是否存在高频噪声;

24、通过自相关分析,评估生成角度序列是否与真实角度序列一致;

25、将姿态角度数据应用于飞行仿真模型,检查生成数据是否支持稳定的飞行姿态。

26、优选的,所述对训练后的生成对抗网络模型进行评估中,对导航速度数据的验证包括:

27、检查生成的速度值是否在合理范围内;

28、分析速度方向,确保没有异常方向;

29、计算速度序列的导数,检查加速度是否符合飞行器的物理约束;

30、使用相关系数评估速度和姿态角度之间的关系,避免导航速度过大时,角度变化同样过大。

31、优选的,所述对训练后的生成对抗网络模型进行评估中,对位置数据的验证包括:

32、将生成的经度、纬度、高度数据在地图上可视化,观察轨迹分布是否合理;

33、检查轨迹点是否符合飞行器轨迹限制;

34、计算轨迹点之间的距离变化,检查是否存在突变;

35、使用运动学公式验证位置与速度、角度是否匹配。

36、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,执行所述的火箭姿态数据处理方法。

37、根据本申请的另一方面,还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行所述的火箭姿态数据处理方法。

38、与现有技术相比,本申请至少具有以下有益效果:

39、1.本专利技术能根据已知数据生成丢失部分的高质量补全数据,确保数据的完整性,通过学习多变量之间的分布规律,生成的补全数据更符合实际动态。

40、2.本专利技术能通过数据增强技术生成多样化的飞行数据,从而扩充数据集,而且可以提供更加丰富的样本空间,提升模型在未见场景下的泛化能力。

41、3.本专利技术能学习多变量之间的联合分布,生成符合物理规律的高维动态数据。

42、4.本专利技术无需依赖特定的物理模型,能学习非线性关系,适应复杂动态环境。

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【技术保护点】

1.一种火箭姿态数据处理方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,预处理后的真实姿态数据需满足以下条件:

3.如权利要求2所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,所述定义生成对抗网络模型的损失函数包括定义生成对抗网络模型中判别器的损失函数和生成器的损失函数;

4.如权利要求3所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,所述判别器损失函数的表达式为:

5.如权利要求4所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,所述生成器损失函数的表达式为:

6.如权利要求5所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,所述对训练后的生成对抗网络模型进行评估中,对姿态角数据的验证包括:

7.如权利要求6所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,所述对训练后的生成对抗网络模型进行评估中,对导航速度数据的验证包括:

8.如权利要求6所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,所述对训练后的生成对抗网络模型进行评估中,对位置数据的验证包括:

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任一项所述的火箭姿态数据处理方法。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,该计算机可读存储介质上存储有计算机指令,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任一项所述的火箭姿态数据处理方法。

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【技术特征摘要】

1.一种火箭姿态数据处理方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,预处理后的真实姿态数据需满足以下条件:

3.如权利要求2所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,所述定义生成对抗网络模型的损失函数包括定义生成对抗网络模型中判别器的损失函数和生成器的损失函数;

4.如权利要求3所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,所述判别器损失函数的表达式为:

5.如权利要求4所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,所述生成器损失函数的表达式为:

6.如权利要求5所述的火箭姿态数据处理方法,其特征在于,所述对训练后的生成对抗网络模型进行评估中,对姿态角数...

【专利技术属性】
技术研发人员:李宇布向伟彭昊旻赵也倪王伟龙贺浩周良尹朝亮高岗
申请(专利权)人:东方空间技术山东有限公司
类型:发明
国别省市:

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