Kondicionování signálu

TruePath

Tlaková čidla zaznamenávají události, které se nikdy nestaly: vybuchne náboj, nosní kužel se posune, vítr udeří do ventilu a záznam se zaplní špičkou, kterou žádná raketa neproletěla. TruePath najde tyto výchylky v zaznamenám letu, nahradí je skutečnou траektorií, kterou vozidlo opravdu letělo, a zbytek ponechá beze změn. Apogeum je zachováno na milimetr přesně.

Kde se TruePath spouští

TrueFuse pracuje během letu se živými daty čidel a rozhoduje, zda lze barometru v daný okamžik věřit. TruePath pracuje později, se hotovým záznamem, kde je dostupný celý let najednou a výchylka může být posouzena vůči tomu, co ji předcházelo i následovalo.

Tento rozdíl v dostupných informacích je důvod, proč oba filtry existují odděleně. Živý filtr nemůže vědět, že vzorek, který právě obdržel, je začátek špičky nebo začátek sestupu. Filtr spuštěný při uložení se může podívat několik sekund na obě strany a být si jistý.

Co se počítá jako špička

Špička je výchylka z základní linie a zpět na stejnou základní linii. Tato definice dělá těžkou práci, protože vylučuje věc, kterou by příliš ochotný filtr jinak zničil: trvalý pohyb. Spalování motoru není výchylka, je to signál. Sestup pod záchranným padákem není výchylka. Test v evakuované komoře, který pomalu snižuje tlak a drží ho tam, není výchylka.

Typické opravdové špičky v datech letu:

• Přechodové jevy při ejekcích. Náboj zvýší tlak v trupu. Hloubka se pohybuje od několika metrů na malém modelu k desítkám metrů na velkém závodním trupu.
• Pohyb nosního kuželu a záhlaví nákladu. Krátká změna vnitřního objemu, který vidí ventil.
• Poruchy proudění vzduchu. Nárazový vítr přes ventil nebo transonické efekty poblíž portu.
• Jednovzorkové poruchy čidla. Ztracený nebo poškozený odczyt, který se jeví jako izolovaný impulz.

Vše, co TruePath dělá, vychází z oddělení těchto jevů od skutečného letu a celý design se orientuje na ponechání dat v klidu, když rozdíl není jasný.

Stanovení skutečné trajektorie

Aby rozeznal výchylku od skutečného pohybu, TruePath nejprve potřebuje obraz toho, co záznam dělal bez výchylky. Vytváří tento obraz rezistentní statistikou na odlehlé hodnoty spíše než průměry, protože průměr je táhnut ke špičce, zatímco robustní odhad ji jednoduše přeskočí.

Jeden pohled na let není dostatečný. Úzký pohled sleduje skutečnou křivku trajektorie těsně, ale může být přemožen dlouhým rušením. Široký pohled se vykouká dlouhým rušením, ale rozmazá skutečnou křivku, což je nejdůležitější kolem apogea, kde se let nejvíce ohýbá. TruePath proto vytváří několik pohledů v různých měřítkách a upřednostňuje ten nejužší, který je stále věrohodný, přecházeje na širší pohled pouze když úzký ukazuje známky, že jej zachvátila událost, kterou by měl ignorovat.

Označení, rozšíření, oprava

S důvěryhodným pohledem na let stanoveným, je každý vzorek porovnán s ním. Vzorek je označen když se odchyluje více než pevná dolní hranice nebo násobek měřeného šumu letu, podle toho, která je větší. Přizpůsobení prahu samotnému letu je důležité: tichá instalace získá těsný práh a hlučná není roztrhaná filtrem laděným pro cizí trup.

Označené vzorky zřídka zachytávají celou událost. Přístup a ustalování na obou stranách zůstávají v práhu zatímco jsou stále kontaminovány, takže každá označená oblast je rozšířena o krátkou hranici na obou koncích a o více po události než před ní, protože se tlakové poruchy končí pomaleji, než začínají.

Samotná oprava je záměrně nejjednoduššího typu, který funguje. Výška je interpolována v přímé linii mezi poslední dobrým vzorkem před oblastí a prvním dobrým vzorkem po ní. Není přizpůsobena žádná křivka a není vymyšlen žádný tvar, protože by přizpůsobená křivka byla hádem o období, kdy nám čidlo nic neřeklo. Druhý pohled pak znovu prozkoumá okraje každé opravené oblasti, protože velké náboje zanechávají pomalý chvost, který první průchod může zmeškat.

Čeho se odmítá dotknout

Nejnebezpečnější věc, kterou despiker může dělat, je rozhodnout, že dlouhý úsek skutečného letu je jedna obrovská špička a nakreslit přímku skrz. Několik nezávislých limitů to brání a všechny selhávají směrem ponechávání dat v pokoji.

• Úvodní sekundy letu nejsou nikdy měněny. Start obsahuje nejrychlejší skutečnou změnu výšky v celém letu, takže je chráněn outright. Ochrana je prosazena když jsou data zapsána, ne pouze když jsou označena, takže se opravná oblast nemůže vloudit zpět do ní.
• Dlouhé události jsou ponechány neupravené. Označená oblast, která překračuje limit trvání, je zahozena spíše než opravena. Jak daleko se oblast odklání od přímky je bráno v úvahu stejně jako jak dlouho trvá, takže je pohyb jemného sestupu chráněn pevně zatímco bezpochyby hluboké překročení má více prostoru k opravě.
• Trvalé umělé události jsou vyloučeny. Test na lavici ve vakuu nevypadá jako jedna dlouhá špička, rozděluje se na mnoho krátkých, které se mohou spojit. Samostatný limit omezuje celkový rozsah, který kterákoli skupina oprav může pokrýt, takže se fragmenty nemůžou sloučit v licenci k přepsání několika sekund dat.
• Apogeum není cíl. Oblast apogea je dotknuta pouze pokud je v ní opravdová výchylka a finalizační etapa je symetrická, takže zaznamenaný vrchol zůstává tam, kam ho let umístil.

Apogeum

Mezi opravou a finalizací TruePath stanoví kde se apogeum vyskytlo, které diagnostika hlásí a finalizační etapa respektuje.

Jeden sestupující vzorek nic neznamená, takže je apogeum potvrzeno vytrvalostí: záznam musí být konzistentně padající přes krátký interval předtím, než je let přijat jako překročený horní bod. Apogeum je pak nejvyšší zaznamenaná výška mezi startem a tímto bodem, což je definice, kterou by pilot používal ze zraku. Test je měřen v čase spíše než ve vzorcích, takže je nezměněn přes vzorkovací frekvence a přes změny frekvence, které se vyskytují když záznamník přepíná decimaci během sestupu.

Finalizace

Poslední etapa odstraňuje malou zbývající drsnost: spojení kde se oprava setkává se skutečnými daty, izolovaný jednovzorkový šum a obecnou kvantizaci tlakového čidla.

Volba vyhlazovače záleží více než množství vyhlazování. Posuvný průměr, zřejmý přístup, systematicky zploští vrcholy: u apogea zprůměruje nižší vzorky na obou stranách a hlásí nižší maximum, než raketa opravdu dosáhla. TruePath místo toho používá peak-preserving vyhlazovač, ten který přizpůsobuje lokální křivku spíše než srovnává data, takže výška a načasování vrcholu proces přežijí. Apogeum je zachováno na přibližně milimetr a načasování apogea přesně.

Vyhlazování rozprostírá pevné množství letového času spíše než pevný počet vzorků, takže 250 Hz let a 100 Hz let jsou kondicionovány totožně a jejich záznamy jsou přímo srovnatelné.

Ověření na vlastním letu

Nic zde nemusí být bráno na slovo. Každý log letu obsahuje co je potřeba auditovat filtrační práci na tomto specifickém letu.

Grafické znázornění obou sloupců výšky vedle sebe ukazuje přesně které vzorky byly změněny a o kolik. Na čistém letu je rozdíl několik centimetrů vyhlazování a nic dalšího.