一种确定大气参数的方法和设备技术

提供一种确定大气参数的方法和设备，所述方法包括：获取落球从抛球点被抛出之后在不同高度处的实测阻力加速度；基于第一预定高度处的阻力加速度标准值与落球在第一预定高度处的实测阻力加速度，确定系统偏差；使用所述系统偏差对落球在不同高度处的实测阻力加速度进行修正，获得落球在不同高度处的修正阻力加速度；利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气参数。采用上述确定大气参数的方法和设备，可提高探测大气参数的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种确定大气参数的方法和设备
本专利技术总体说来涉及空间物理
，更具体地讲，涉及一种基于加速度计确定临近空间的大气参数的方法和设备。
技术介绍
随着新一代亚轨道航天器和返回式航天器的发展，临近空间正在成为开展高新技术应用和国防安全活动的新领域，关于该领域大气环境的探测技术日益成为关注的热点。落球法是国外用于探测临近空间的大气环境的重要手段，其中，膨胀落球探测方式已经成为探测临近空间的大气环境的常用手段，但这种探测方式的探测高度较为有限，对于超出指定高度以上的大气环境的探测精度较低。为提高对指定高度以上的大气环境的探测精度，一般利用球载的高精度加速度计来测量落球下落时的加速度，以开展临近空间大气参数的探测。但高精度加速度计价格昂贵，探测成本高，若采用较低精度的加速度计以降低成本，需要开发高精度的数据处理方法。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例的目的在于提供一种确定大气参数的方法和设备，以克服上述至少一个缺点。根据本专利技术示例性实施例的一方面，提供一种确定大气参数的方法，所述方法包括：获取落球从抛球点被抛出之后在不同高度处的实测阻力加速度；基于第一预定高度处的阻力加速度标准值与落球在所述第一预定高度处的实测阻力加速度，确定系统偏差；使用所述系统偏差对落球在不同高度处的实测阻力加速度进行修正，获得落球在不同高度处的修正阻力加速度；利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气参数。可选地，获取落球从抛球点被抛出之后在不同高度处的实测阻力加速度的步骤可包括：通过加速度计检测落球在不同高度处的实测加速度；将落球在不同高度处的实测加速度减去落球在相应高度处的重力加速度、科氏力加速度、浮力加速度、离心力加速度，获得落球在不同高度处的实测阻力加速度。可选地，所述加速度计可被布置在落球上。可选地，基于第一预定高度处的阻力加速度标准值与落球所述第一预定高度处的实测阻力加速度，确定系统偏差的步骤可包括：基于所述第一预定高度或落球在所述第一预定高度处的速度，获得落球在所述第一预定高度处的阻力加速度，将所述阻力加速度确定为落球在所述第一预定高度处的阻力加速度标准值；计算所述阻力加速度标准值与落球在所述第一预定高度处的实测阻力加速度的差值，将所述差值确定为系统偏差。可选地，所述第一预定高度可为落球从抛球点被抛出的飞行轨迹的顶点高度。可选地，使用所述系统偏差对落球在不同高度处的实测阻力加速度进行修正，获得落球在不同高度处的修正阻力加速度的步骤可包括：将落球在不同高度处的实测阻力加速度与所述系统偏差相减，获得落球在不同高度处的修正阻力加速度。可选地，所述方法可还包括：对检测的落球在不同高度处的实测加速度进行滤波处理，以去除由于加速度计质心位置不准确所引起的加速度测量误差，其中，将落球在不同高度处的滤波后的实测加速度减去落球在相应高度处的重力加速度、科氏力加速度、浮力加速度、离心力加速度，可获得落球在不同高度处的实测阻力加速度。可选地，对检测的落球在不同高度处的实测加速度进行滤波处理的步骤可包括：选取落球在预定时间段内的实测加速度，其中，所述预定时间段内的实测加速度为在第二预定高度以上最能代表由于加速度计质心位置不准确所引起的波动特征的预定时间段内的实测加速度；以所述预定时间段所对应的时间长度为周期，通过对选取的实测加速度进行周期延拓，获得周期性变化的波动数据；将落球从抛球点被抛出之后在各时间点的实测加速度与相应的波动数据的差值作为滤波后的实测加速度。可选地，所述大气参数可包括以下项中的至少一项：大气密度、大气风场、大气温度、气压。可选地，利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气参数的步骤可包括：利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气风场，并将确定的在不同高度处的大气风场作为实际大气风场；基于落球在不同高度处的修正阻力加速度、实际大气风场确定在不同高度处的大气密度。可选地，利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气参数的步骤可包括：利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气密度，利用确定的大气密度，通过大气静力学方程和理想气体状态方程确定大气温度和气压。根据本专利技术示例性实施例的另一方面，提供一种确定大气参数的设备，所述设备包括：阻力加速度获取单元，获取落球从抛球点被抛出之后在不同高度处的实测阻力加速度；系统偏差确定单元，基于第一预定高度处的阻力加速度标准值与落球在所述第一预定高度处的实测阻力加速度，确定系统偏差加速度修正单元，使用所述系统偏差对落球在不同高度处的实测阻力加速度进行修正，获得落球在不同高度处的修正阻力加速度；大气参数确定单元，利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气参数。可选地，阻力加速度获取单元可从加速度计获取由加速度计检测的落球在不同高度处的实测加速度，并将落球在不同高度处的实测加速度减去落球在相应高度处的重力加速度、科氏力加速度、浮力加速度、离心力加速度，获得落球在不同高度处的实测阻力加速度。可选地，所述加速度计可被布置在落球上。可选地，系统偏差确定单元可基于所述第一预定高度或落球在所述第一预定高度处的速度，获得落球在所述第一预定高度处的阻力加速度，将所述阻力加速度确定为落球在所述第一预定高度处的阻力加速度标准值，计算所述阻力加速度标准值与落球在所述第一预定高度处的实测阻力加速度的差值，将所述差值确定为系统偏差。可选地，所述第一预定高度可为落球从抛球点被抛出的飞行轨迹的顶点高度。可选地，加速度修正单元可将落球在不同高度处的实测阻力加速度与所述系统偏差相减，获得落球在不同高度处的修正阻力加速度。可选地，阻力加速度获取单元可还对检测的落球在不同高度处的实测加速度进行滤波处理，以去除由于加速度计质心位置不准确所引起的加速度测量误差，将落球在不同高度处的滤波后的实测加速度减去落球在相应高度处的重力加速度、科氏力加速度、浮力加速度、离心力加速度，获得落球在不同高度处的实测阻力加速度。可选地，阻力加速度获取单元可选取落球在预定时间段内的实测加速度，以所述预定时间段所对应的时间长度为周期，通过对选取的实测加速度进行周期延拓，获得周期性变化的波动数据，将落球从抛球点被抛出之后在各时间点的实测加速度与相应的波动数据的差值作为滤波后的实测加速度，其中，所述预定时间段内的实测加速度为在第二预定高度以上最能代表由于加速度计质心位置不准确所引起的波动特征的预定时间段内的实测加速度。可选地，所述大气参数可包括以下项中的至少一项：大气密度、大气风场、大气温度、气压。可选地，大气参数确定单元可利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气风场，并将确定的在不同高度处的大气风场作为实际大气风场，基于落球在不同高度处的修正阻力加速度、实际大气风场确定在不同高度处的大气密度。可选地，大气参数确定单元可利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气密度，利用确定的大气密度，通过大气静力学方程和理想气体状态方程确定大气温度和气压。根据本专利技术示例性实施例的另一方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的确定大气参数的方法。根据本专利技术示例性实施例的另一方面，提供一种计算装置，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定大气参数的方法，所述方法包括：获取落球从抛球点被抛出之后在不同高度处的实测阻力加速度；基于第一预定高度处的阻力加速度标准值与落球在所述第一预定高度处的实测阻力加速度，确定系统偏差；使用所述系统偏差对落球在不同高度处的实测阻力加速度进行修正，获得落球在不同高度处的修正阻力加速度；利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气参数。

【技术特征摘要】
1.一种确定大气参数的方法，所述方法包括：获取落球从抛球点被抛出之后在不同高度处的实测阻力加速度；基于第一预定高度处的阻力加速度标准值与落球在所述第一预定高度处的实测阻力加速度，确定系统偏差；使用所述系统偏差对落球在不同高度处的实测阻力加速度进行修正，获得落球在不同高度处的修正阻力加速度；利用落球在不同高度处的修正阻力加速度确定在不同高度处的大气参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，获取落球从抛球点被抛出之后在不同高度处的实测阻力加速度的步骤包括：通过加速度计检测落球在不同高度处的实测加速度；将落球在不同高度处的实测加速度减去落球在相应高度处的重力加速度、科氏力加速度、浮力加速度、离心力加速度，获得落球在不同高度处的实测阻力加速度。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加速度计被布置在落球上。4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于第一预定高度处的阻力加速度标准值与落球所述第一预定高度处的实测阻力加速度，确定系统偏差的步骤包括：基于所述第一预定高度或落球在所述第一预定高度处的速度，获得落球在所述第一预定高度处的阻力加速度，将所述阻力加速度确定为落球在所述第一预定高度处的阻力加速度标准值；计算所述阻力加速度标准值与落球在所述第一预定高度处的实测阻力加速度的差值，将所述差值确定为系统偏差。5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，所述第一预定高度为落球从抛球点被抛出的飞行轨迹的顶点高度。6.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述系统偏差对落球在不同高度处的实测阻力加速度进行修正，获得落球在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光明，刘也，刘舒莳，陈舒驰，陈海，刘永青，杨成，满海钧，沙孝鸣，高峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二零部队，
类型：发明
国别省市：北京,11