[發(fā)明專利]基于混沌多項式的行星大氣進入狀態(tài)不確定度獲取方法

有效

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• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102930166A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 崔平遠;朱圣英;于正湜;徐瑞;高艾
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于混沌多項式的行星大氣進入狀態(tài)不確定度獲取方法，屬于空間技術領域。

背景技術

傳統(tǒng)的行星大氣進入動力學分析主要針對確定性系統(tǒng)，通過對初始狀態(tài)以及動力學參數(shù)的分析得出標稱值，計算標稱狀態(tài)軌跡，進而根據標稱狀態(tài)軌跡的特性對進入動力學系統(tǒng)進行分析。而實際行星大氣進入動力學系統(tǒng)的初始狀態(tài)及系統(tǒng)參數(shù)往往難以精確確定，進入狀態(tài)軌跡也存在較大的不確定性，所以傳統(tǒng)的對確定性系統(tǒng)的研究方法難以描述真實行星大氣進入動力學系統(tǒng)的特性，存在很大的局限性。

行星大氣進入狀態(tài)不確定度的獲取方法目前主要采用Monte-Carlo法，通過對系統(tǒng)初始狀態(tài)及參數(shù)的隨機采樣產生進入狀態(tài)軌跡簇，從而利用統(tǒng)計方法計算得到進入狀態(tài)軌跡的統(tǒng)計信息。Monte-Carlo法的誤差與隨機采樣次數(shù)的平方成反比，往往需要大量計算以獲得收斂的結果，運算時間較長。有學者提出Markov鏈Monte-Carlo法及序列Monte-Carlo法對其進行改進，相似的方法包括拉丁超空間采樣法以及貝葉斯Monte-Carlo法等，但都存在運算量大的問題。

對于非線性的行星大氣進入動力學系統(tǒng)，可以首先在當前狀態(tài)均值處線性化，隨后利用局部線性系統(tǒng)求解狀態(tài)的不確定度，但這種線性化方法會帶來較大的截斷誤差。也有學者提出基于對非線性動力學系統(tǒng)高階近似的不確定度獲取方法，但其中涉及的張量計算增加了計算負擔。此外，如果動力學系統(tǒng)的不確定性表現(xiàn)為非高斯特性，可以利用高斯混合模型將非高斯型概率密度函數(shù)用有限項高斯型概率密度函數(shù)近似，但精度受高斯型概率密度函數(shù)選取的影響。

此外，F(xiàn)okker-Planck公式可以對行星大氣進入狀態(tài)概率密度函數(shù)的變化進行描述。但該公式為偏微分方程，幾乎不存在解析解，必須利用數(shù)值解法對其進行求解，存在較大局限性，通用性低。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為提高行星大氣進入狀態(tài)不確定度的獲取精度、增強通用性，提出一種基于混沌多項式的行星大氣進入狀態(tài)不確定度獲取方法，對行星大氣進入狀態(tài)及環(huán)境參數(shù)進行精確建模，并獲取進入狀態(tài)的不確定度。

本發(fā)明方法的技術方案具體包括如下步驟：

步驟1，建立行星大氣進入系統(tǒng)的動力學模型：

x·=f(x,a)]]>

其中，為探測器的進入狀態(tài)向量，為行星大氣進入系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)向量，

步驟2，利用混沌多項式對步驟1得到的動力學模型進行逼近：

xix(t,Δ)=Σj=0Pxix,jΨj(Δ),ix=1,2,...,nx]]>