Conditionnement de la trace

TruePath

Les capteurs de pression enregistrent des événements qui ne se sont jamais produits : une charge s'enflamme, un cône de nez se déplace, une rafale frappe une prise, et la trace porte un pic qu'aucune fusée n'a jamais flown. TruePath trouve ces excursions dans le vol enregistré, les remplace par le chemin que le véhicule a réellement parcouru, et laisse tout le reste inchangé. L'apogée est préservée au millimètre près.

Où TruePath s'exécute

TrueFuse fonctionne en vol, sur les données de capteur en direct, en décidant si le baromètre peut être fiable à cet instant. TruePath fonctionne après, sur l'enregistrement terminé, où le vol entier est disponible à la fois et une excursion peut être jugée par rapport à ce qui l'a précédée et ce qui l'a suivie.

Cette différence d'informations disponibles est la raison pour laquelle les deux existent séparément. Un filtre en direct ne peut pas savoir si l'échantillon qu'il vient de recevoir est le début d'un pic plutôt que le début d'une descente. Un filtre s'exécutant à la sauvegarde peut regarder plusieurs secondes de chaque côté et être certain.

Ce qui compte comme un pic

Un pic est une excursion à partir d'une ligne de base et revenant à la même ligne de base. Cette définition fait le gros du travail, car elle exclut la chose qu'un filtre trop empressé détruirait sinon : le mouvement soutenu. Une combustion de moteur n'est pas une excursion, c'est le signal. Une descente sous parachute de secours n'est pas une excursion. Un essai en chambre à vide qui fait descendre la pression et la maintient là n'est pas une excursion.

Pics authentiques typiques dans les données de vol :

• Transitoires d'éjection. La charge pressurize la structure. La profondeur varie de quelques mètres sur un petit modèle à plusieurs dizaines de mètres sur une grande structure de compétition.
• Mouvement du cône de nez et de la baie à charge utile. Un bref changement du volume interne que le port voit.
• Perturbation du flux d'air. Rafales à travers une prise, ou effets transsoniques près du port.
• Défauts de capteur sur un seul échantillon. Une lecture perdue ou corrompue, qui se présente comme une impulsion isolée.

Tout ce que TruePath fait découle de la séparation de ceux-ci du vol réel, et toute la conception penche vers laisser les données tranquilles quand la distinction n'est pas claire.

Établir le chemin réel

Pour distinguer une excursion du mouvement réel, TruePath a d'abord besoin d'une image de ce que la trace faisait sans l'excursion. Il construit cette image avec des statistiques résistantes aux valeurs aberrantes plutôt que des moyennes, car une moyenne est attirée vers un pic tandis qu'une estimation robuste le franchit simplement.

Une seule vue du vol ne suffit pas. Une vue étroite suit étroitement la courbure authentique de la trajectoire mais peut être submergée par une longue perturbation. Une vue large hausse les épaules face aux longues perturbations mais brouille la courbure réelle, ce qui importe le plus autour de l'apogée où le vol se plie le plus. TruePath construit donc plusieurs vues à différentes échelles et préfère la plus étroite qui reste fiable, s'escaladant vers une vue plus large seulement quand la vue étroite montre des signes d'avoir été capturée par l'événement qu'elle est censée ignorer.

Signaler, élargir, réparer

Avec une vue fiable du vol établie, chaque échantillon est comparé à celui-ci. Un échantillon est signalé quand il s'écarte de plus qu'un plancher fixe ou un multiple du bruit mesuré du vol lui-même, selon le plus grand. Adapter le seuil au vol lui-même est important : une installation calme obtient un seuil serré, et une bruyante n'est pas déchiquetée par un filtre accordé pour la structure de quelqu'un d'autre.

Les échantillons signalés capturent rarement l'événement entier. L'approche et la stabilisation de chaque côté restent dans le seuil tout en étant contaminées, donc chaque région signalée est élargie par une courte marge aux deux extrémités, et plus après l'événement qu'avant, car une perturbation de pression se termine plus lentement qu'elle ne commence.

La réparation elle-même est délibérément la chose la plus simple qui puisse fonctionner. L'altitude est interpolée en ligne droite entre le dernier bon échantillon avant la région et le premier bon échantillon après. Aucune courbe n'est ajustée et aucune forme n'est inventée, car une courbe ajustée serait une supposition sur une période où le capteur ne nous a rien dit. Un deuxième regard réexamine ensuite les bords de chaque région réparée, car les grandes charges laissent une queue lente que le premier passage peut manquer.

Ce qu'il refuse de toucher

La chose la plus dangereuse qu'un suppresseur de pic puisse faire est de décider qu'un long tronçon de vol réel est un énorme pic et de tracer une ligne droite à travers. Plusieurs limites indépendantes empêchent cela, et elles échouent toutes en laissant les données tranquilles.

• Les premières secondes du vol ne sont jamais modifiées. Le lancement contient le changement d'altitude authentique le plus rapide de tout le vol, donc il est protégé catégoriquement. La protection est appliquée quand les données sont écrites, pas seulement quand elles sont signalées, donc une région de réparation ne peut pas se glisser en arrière dans celle-ci.
• Les longs événements restent bruts. Une région signalée qui dépasse une limite de durée est rejetée plutôt que réparée. La distance que parcourt une région loin d'une ligne droite est prise en compte ainsi que sa durée, donc le mouvement de descente doux est protégé étroitement tandis qu'une excursion indubitablement profonde se voit accorder plus de marge pour être réparée.
• Les événements artificiels soutenus sont exclus. Un essai en chambre à vide de paillasse ne ressemble pas à un long pic, il se fragmente en plusieurs courts qui peuvent se rejoindre. Une limite séparée limite l'étendue totale que tout groupe de réparations peut couvrir, donc les fragments ne peuvent pas se combiner en une licence pour redessiner plusieurs secondes de données.
• L'apogée n'est pas une cible. La région d'apogée n'est touchée que s'il y a une vraie excursion dedans, et l'étape de finition est symétrique, donc le pic enregistré reste où le vol l'a mis.

Apogée

Entre la réparation et la finition, TruePath établit où s'est produite l'apogée, que les diagnostiques rapportent et que l'étape de finition respecte.

Un seul échantillon descendant ne signifie rien, donc l'apogée est confirmée par la persistance : la trace doit tomber constamment sur un court intervalle avant que le vol soit accepté comme étant au-dessus du sommet. L'apogée est alors l'altitude enregistrée la plus haute entre le lancement et ce point, ce qui est la définition qu'un lanceur utiliserait à l'œil. Le test est mesuré dans le temps plutôt qu'en échantillons, donc il est inchangé entre les taux d'échantillonnage et entre les changements de taux qui se produisent quand l'enregistreur bascule la décimation lors de la descente.

La finition

Une dernière étape supprime la rugosité résiduelle mineure qui subsiste : les joints où une réparation rencontre des données réelles, le bruit de simple échantillon isolé, et la quantification générale du capteur de pression.

Le choix du lisseur importe plus que la quantité de lissage. Une moyenne mobile, l'approche évidente, aplatit systématiquement les pics : à l'apogée elle fait la moyenne des échantillons inférieurs de chaque côté et rapporte un maximum plus bas que la fusée n'a réellement atteint. TruePath utilise plutôt un lisseur préservateur de pics, celui qui ajuste une courbe locale plutôt que de niveler les données, donc la hauteur et le timing du pic survivent au processus. L'apogée est préservée à environ un millimètre près, et le timing d'apogée exactement.

Le lissage couvre une durée de vol fixe plutôt qu'un nombre fixe d'échantillons, donc un vol à 250 Hz et un vol à 100 Hz sont conditionnés de manière identique et leurs traces sont directement comparables.

Vérifier sur votre propre vol

Rien ici ne doit être pris sur parole. Chaque journal de vol porte ce qui est nécessaire pour auditer le travail du filtre sur ce vol spécifique.

Tracer les deux colonnes d'altitude ensemble montre précisément quels échantillons ont été modifiés et de combien. Sur un vol propre la différence est de quelques centimètres de lissage et rien d'autre.