Acondicionamiento de traza
TruePath
Los sensores de presión registran eventos que nunca ocurrieron: una carga se dispara, un cono de proa se desplaza, una ráfaga golpea una ventilación, y la traza lleva un pico que ningún cohete voló. TruePath encuentra esas desviaciones en el vuelo grabado, las reemplaza con la trayectoria que el vehículo realmente siguió, y deja todo lo demás sin cambios. La apogea se conserva al milímetro.
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Se ejecuta
Al guardar, después de TrueFuse
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Operaciones en
Altitud grabada
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Nunca toca
Lanzamiento, altura de apogea
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Original guardado
Sí, en el registro
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Dónde se ejecuta TruePath
TrueFuse funciona en vuelo, en datos de sensores en vivo, decidiendo si el barómetro puede ser confiable en este instante. TruePath funciona después, en el grabación completada, donde el vuelo entero está disponible a la vez y una desviación puede ser juzgada contra lo que vino antes y después de ella.
Esa diferencia en la información disponible es la razón por la que los dos existen por separado. Un filtro en vivo no puede saber que la muestra que acaba de recibir es el comienzo de un pico en lugar del comienzo de un descenso. Un filtro que se ejecuta al guardar puede mirar varios segundos a cada lado y estar seguro.
Fig. 1Orden de operaciones al guardar. Debido a que la altitud del filtro previo se almacena en el registro también, cada afirmación en esta página puede ser comprobada contra los datos sin tocar del mismo vuelo.
Qué cuenta como un pico
Un pico es una desviación desde una línea de base y de vuelta a la misma línea de base. Esa definición hace el trabajo pesado, porque excluye lo que un filtro demasiado entusiasta de otro modo destruiría: movimiento sostenido. Una quemadura del motor no es una desviación, es la señal. Un descenso bajo vela de crucero no es una desviación. Una prueba en cámara de vacío que baja la presión y la mantiene no es una desviación.
Picos genuinos típicos en datos de vuelo:
- Transitorios de eyección. La carga presuriza la estructura del fuselaje. La profundidad oscila desde pocos metros en un modelo pequeño hasta decenas de metros en una estructura de competencia grande.
- Movimiento de cono de proa y bahía de carga. Un breve cambio en el volumen interno que ve el puerto.
- Disturbio del flujo de aire. Ráfagas a través de una ventilación, o efectos transónicos cerca del puerto.
- Fallos de sensor de muestra única. Una lectura caída o corrupta, que se muestra como un impulso aislado.
Todo lo que hace TruePath sigue separando esos del vuelo real, y todo el diseño se inclina hacia dejar los datos solos cuando la distinción no es clara.
Establecer la trayectoria real
Para distinguir una desviación del movimiento real, TruePath primero necesita una imagen de lo que la traza estaba haciendo sin la desviación. Construye esa imagen con estadísticas resistentes a valores atípicos en lugar de promedios, porque un promedio es arrastrado hacia un pico mientras que una estimación robusta simplemente lo salta.
Una vista del vuelo no es suficiente. Una vista estrecha sigue de cerca la curvatura genuina de la trayectoria pero puede ser abrumada por una perturbación larga. Una vista amplia se encoge de hombros ante perturbaciones largas pero borra curvatura real, que importa más alrededor de la apogea donde el vuelo se dobla más fuerte. TruePath por lo tanto construye varias vistas a diferentes escalas y prefiere la más estrecha que sea aún confiable, escalando a una vista más amplia solo cuando la estrecha muestra signos de haber sido capturada por el evento que se supone debe ignorar.
Fig. 2Vistas del mismo vuelo a tres escalas, abarcando menos de un segundo a varios segundos. Todos ellos están definidos en tiempo en lugar de en muestras, por lo que el filtro se comporta idénticamente si el vuelo fue grabado a 32 Hz o 400 Hz.
Marcar, expandir, reparar
Con una vista confiable del vuelo establecida, cada muestra se compara contra ella. Una muestra se marca cuando se desvía por más de un piso fijo o un múltiplo del ruido medido del vuelo, lo que sea mayor. Escalar el umbral al vuelo mismo importa: una instalación silenciosa obtiene un umbral apretado, y una ruidosa no es destrozada por un filtro sintonizado para la estructura del otro.
Las muestras marcadas rara vez capturan el evento completo. El acercamiento y la estabilización en cada lado se sientan dentro del umbral mientras aún están contaminadas, por lo que cada región marcada se amplía por un margen corto en ambos extremos, y más después del evento que antes, porque una perturbación de presión termina más lentamente de lo que comienza.
La reparación en sí es deliberadamente lo más simple que puede funcionar. La altitud se interpola en línea recta entre la última muestra buena antes de la región y la primera muestra buena después de ella. Ninguna curva se ajusta e ninguna forma se inventa, porque una curva ajustada sería una suposición sobre un período cuando el sensor no nos dijo nada. Una segunda mirada entonces reexamina los bordes de cada región reparada, ya que las cargas grandes dejan una cola lenta que el primer paso puede perder.
Fig. 3La secuencia de reparación, mostrada alrededor de un hundimiento de eyección. En un gráfico, una región reparada es el único lugar donde la línea de altitud es más recta que el vuelo a su alrededor.
Lo que se niega a tocar
La cosa más peligrosa que un eliminador de picos puede hacer es decidir que un largo trecho de vuelo real es un pico gigantesco y trazar una línea recta a través de él. Varios límites independientes previenen eso, y todos fallan hacia dejar los datos solos.
- Los segundos de apertura del vuelo nunca se modifican. El lanzamiento contiene el cambio de altitud genuino más rápido de todo el vuelo, por lo que está protegido directamente. La protección se aplica cuando los datos se escriben, no solo cuando se marcan, por lo que una región de reparación no puede arrastrarse hacia atrás en él.
- Los eventos largos se dejan sin procesar. Una región marcada que dure más allá de un límite de duración se descarta en lugar de ser reparada. Cuán lejos una región se arquea lejos de una línea recta se tiene en cuenta además de cuánto dura, por lo que el movimiento de descenso suave se protege firmemente mientras que una desviación inequívocamente profunda se da más espacio para ser reparada.
- Los eventos artificiales sostenidos se excluyen. Una prueba de vacío de banco no se ve como un pico largo, se fragmenta en muchas cortas que pueden unirse. Un límite separado limita la extensión total que cualquier grupo de reparaciones puede cubrir, por lo que los fragmentos no pueden combinarse en una licencia para redibujar varios segundos de datos.
- Apogea no es un objetivo. La región de apogea solo se toca si hay una desviación genuina en ella, y la etapa final es simétrica, por lo que el pico grabado se queda donde el vuelo lo puso.
Apogea
Entre la reparación y el final, TruePath establece dónde ocurrió la apogea, que los diagnósticos informan y la etapa final respeta.
Una sola muestra descendente no significa nada, por lo que la apogea se confirma por persistencia: la traza debe estar cayendo consistentemente a través de un intervalo corto antes de que el vuelo sea aceptado como siendo sobre la cima. Apogea es entonces la altitud grabada más alta entre el lanzamiento y ese punto, que es la definición que un piloto usaría a ojo. La prueba se mide en tiempo en lugar de muestras, por lo que no cambia entre tasas de muestreo y entre los cambios de tasa que ocurren cuando el grabador cambia de decimación durante el descenso.
El final
Una última etapa elimina la rugosidad residual pequeña que permanece: las uniones donde una reparación se encuentra con datos reales, ruido de muestra única aislado, y la cuantificación general del sensor de presión.
La elección del suavizador importa más que la cantidad de suavizado. Un promedio móvil, el enfoque obvio, aplana sistemáticamente picos: en apogea promedia las muestras inferiores a cada lado e informa una máxima más baja que la que el cohete realmente alcanzó. TruePath usa un suavizador que preserva picos en su lugar, uno que ajusta una curva local en lugar de nivelar los datos, por lo que la altura y el momento del pico sobreviven el proceso. Apogea se conserva a alrededor de un milímetro, y la hora de apogea exactamente.
El suavizado abarca una cantidad fija de tiempo de vuelo en lugar de un número fijo de muestras, por lo que un vuelo de 250 Hz y un vuelo de 100 Hz son acondicionados idénticamente y sus trazas son directamente comparables.
Fig. 4Por qué la elección de suavizador importa. El promediado jala un pico hacia abajo porque las muestras a cada lado de apogea son más bajas que el pico mismo, y el error es peor en exactamente el número que los pilotos más se preocupan. Un suavizador que preserva picos elimina el mismo ruido sin mover el máximo.
Comprobarlo en tu propio vuelo
Nada aquí tiene que ser tomado en confianza. Cada registro de vuelo contiene lo necesario para auditar el trabajo del filtro en ese vuelo específico.
| Fuente | Contiene |
|---|---|
| Encabezado del registro | Versión de TruePath, y si se ejecutó |
| Columna de altitud grabada | El resultado final |
| Columna de altitud original | El mismo vuelo antes de TrueFuse y TruePath |
| Página de diagnósticos | Ruido medido, cuánto fue reparado, apogea cruda y final, ruido de descenso |
Graficar las dos columnas de altitud juntas muestra precisamente qué muestras fueron cambiadas y por cuánto. En un vuelo limpio la diferencia es unos pocos centímetros de suavizado y nada más.