航天发射任务飞行结果评估方法研究

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近年来,航天发射任务呈现出高密度、多任务交叉并行的特点。运载火箭在设计上越来越精细,用于监测和评价其飞行性能的遥测参数也越来越多,准确、快速的飞行试验结果分析评估越来越多地受到重视。“飞行结果评估”是航天发射场的重要职能之一,是指挥决策、评定航天发射任务的重要依据。本文面向航天发射任务分析评估需求,研究了火箭遥测参数分析评估方法以及任务分析评估模型,建立了一套航天发射任务飞行结果评估系统,该系统可以提供快速、准确、可靠的飞行数据判读结果信息,对及时发现、定位异常现象以及故障分析具有非常重要的现实意义。首先,研究了火箭遥测参数的评估方法,针对模拟量缓变遥测参数,采用上下限包络线法和Kalman平滑滤波法确定故障门限。针对数字量缓变遥测参数,主要利用差分原理给出了复杂阶跃型参数、变周期矩形波参数和多脉冲数字量参数等的判读算法,评估方法涵盖主要遥测参数类型。其次,研究了航天发射任务分析评估模型,包括飞行结果快速评定模型、飞行结果详细评估模型、飞行异常故障诊断模型。给出了各个模型的评估要素。研究了基于判据的飞行结果快速评定准则。建立了火箭分系统详细评估模型。针对飞行异常情况,研究了基于案例的飞行结果故障诊断方法。最后,基于上述对火箭遥测参数评估方法以及任务分析评估模型的研究结果,研发了面向航天发射任务的飞行结果分析评估系统,建立了火箭遥测参数判读规则库,实现了遥测参数自动判读、异常参数自动收集、异常事件时间树自动绘制以及评估结果自动生成等功能。本文提出的方法成功应用于航天发射任务分析评估工作中,提高了评估工作的实时性、准确性、可靠性,在航天发射任务分析评估工作中发挥了重要作用。
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