[發(fā)明專利]一種飛行模擬器坐標數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)傳輸失真抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011001030.6
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112152954B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫文柱;曹建平;孫忠云;王志樂;周秀芝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍航空大學青島校區(qū)
• 主分類號: H04L25/49
• 分類號: H04L25/49;G06F30/20
• 代理公司: 鄭州旭揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41185
• 代理人: 高超

1.一種飛行模擬器坐標數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)傳輸失真抑制方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、飛行動力學模型輸出的飛機坐標經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至接收端口；

S2、建立卡爾曼濾波模型，將經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸后的飛機坐標輸入卡爾曼濾波模型，獲取飛機位置預(yù)估值；步驟S2具體過程為：

2.1：通過網(wǎng)絡(luò)接收飛機坐標((P_x(k)，P_y(k)，P_z(k))；

2.2：計算飛機坐標的一階導數(shù)(V_x(k)，V_y(k)，V_z(k))；

2.3：計算飛機坐標的二階導數(shù)((a_x(k)，a_y(k)，a_z(k))；

2.4：獲取經(jīng)過失真修正的飛機位置預(yù)估值；步驟2.4具體包括：

包含擾動的飛機飛行動力學模型可以通過如下公式表示：

公式(2)中，x_k和x_k+1分別為k時刻和k+1時刻飛機狀態(tài)，y_k為系統(tǒng)輸出，u_k為k時刻飛機運動參數(shù)；

x_k＝[P_x(k) V_x(k) P_y(k) V_y(k) P_z(k) V_z(k)]^T (3)

A為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣：

B為控制矩陣：

B＝diag[Δt²/2,Δt,Δt²/2,Δt,Δt²/2,Δt] (6)

H為觀測矩陣：

w_k和v_k為系統(tǒng)擾動噪聲，服從正態(tài)分布：

w_k～N(0,Q) (8)

v_k～N(0,R) (9)

G為單位矩陣；

系統(tǒng)當前狀態(tài)的預(yù)測估計方程為：

公式(10)中，表示當前狀態(tài)的估計；

預(yù)測協(xié)方差為：

公式(11)中，表示預(yù)測協(xié)方差，P_k表示協(xié)方差，A表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，Q表示系統(tǒng)噪聲協(xié)方差矩陣；

卡爾曼增益為：

公式(12)中，H表示觀測矩陣，R表示觀測噪聲協(xié)方差矩陣；

濾波估計為：

公式(13)中，表示k+1時刻狀態(tài)估計，表示為k時刻狀態(tài)估計，K_k表示卡爾曼增益，H表示觀測矩陣；

根據(jù)公式(10)至(13)計算獲取飛機位置預(yù)估值；

S3、輸出飛機位置預(yù)估值至飛行模擬器視景并更新系統(tǒng)協(xié)方差；

S4、根據(jù)飛機位置預(yù)估值更新系統(tǒng)協(xié)方差判斷網(wǎng)絡(luò)傳輸是否結(jié)束，是則結(jié)束濾波過程，否則以更新的協(xié)方差為系統(tǒng)預(yù)測協(xié)方差并返回步驟S1；協(xié)方差更新公式為：

公式(1)中，表示預(yù)測協(xié)方差更新值，K_k表示卡爾曼增益，H表示觀測矩陣，表示預(yù)測協(xié)方差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行模擬器坐標數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)傳輸失真抑制方法，其特征在于：所述步驟S1中網(wǎng)絡(luò)傳輸過程包括對三種因素的抑制；三種因素分別為：截斷誤差因素、存取周期不一致因素、網(wǎng)絡(luò)傳輸丟包及亂序因素。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛行模擬器坐標數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)傳輸失真抑制方法，其特征在于：對截斷誤差因素抑制所遵循的原則為：

(1.1)避免在網(wǎng)絡(luò)傳輸和重采樣過程中將經(jīng)緯度坐標值轉(zhuǎn)為單精度浮點數(shù)；

(1.2)若網(wǎng)絡(luò)傳輸工具中僅提供單精度類型，則擴展網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并將坐標數(shù)據(jù)分解為兩個單精度值，按高低位分別發(fā)送。