一种飞行模拟器坐标数据联网传输失真抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种飞行模拟器坐标数据联网传输失真抑制方法，先建立卡尔曼滤波模型，将经网络传输后的飞机坐标输入卡尔曼滤波模型，获取飞机位置预估值，然后输出至飞行模拟器视景；本发明专利技术通过采用卡尔曼滤波方法估计得出下一时刻飞行动力学数据估计值，降低数据延迟并大幅减小失真数据的均方根误差，当网络传输的飞行动力学数据发生异常时，能够更为精确地给出飞行模拟器坐标数据的最优估计，有效抑制由于联网传输导致的模拟器坐标数据失真，预防飞行模拟器视景中出现的抖动问题，提高模拟器训练效益，提高训练人员使用体验。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行模拟器坐标数据联网传输失真抑制方法
本专利技术涉及飞行模拟训练
，尤其涉及一种飞行模拟器坐标数据联网传输失真抑制方法。
技术介绍
飞行模拟训练作为一种高效、安全、低成本的辅助训练方式，能够为飞行操作人员提供接近真实飞行情况的训练环境，大幅提升训练质量效益。随着科学技术的发展，飞行器复杂度不断提高，飞行模拟训练器材经过了简单机械式模拟、机电式模拟、计算机模拟等阶段，现已发展为大规模联网式模拟训练样式。然而，模拟器组网训练过程中普遍存在网络传输坐标值失真问题，表现为模拟器中速度较快的实体(比如飞机、卫星等)坐标数值经网络传输后会发生失真现象，导致模拟器视景图像的剧烈抖动。当视点与实体距离较近时这种抖动更加明显，严重影响训练人员使用体验，降低模拟器训练效益。针对模拟器网络传输坐标值失真问题，很多文献进行了针对性研究并给出了解决方法。陈学文等为消除载人飞行器视景仿真抖动现象，将视景仿真坐标设置与飞行器动力学坐标系一致；王炜等对飞参数据进行插值平滑，消除飞行回放过程中的抖动；徐勇波等基于帧同步和平滑算法提出7点滑动平均方法，有效减轻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行模拟器坐标数据联网传输失真抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、飞行动力学模型输出的飞机坐标经网络传输至接收端口；/nS2、建立卡尔曼滤波模型，将经网络传输后的飞机坐标输入卡尔曼滤波模型，获取飞机位置预估值；/nS3、输出飞机位置预估值至飞行模拟器视景并更新系统协方差；/nS4、根据飞机位置预估值更新系统协方差判断网络传输是否结束，是则结束滤波过程，否则以更新的协方差为系统预测协方差并返回步骤S1；协方差更新公式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种飞行模拟器坐标数据联网传输失真抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、飞行动力学模型输出的飞机坐标经网络传输至接收端口；
S2、建立卡尔曼滤波模型，将经网络传输后的飞机坐标输入卡尔曼滤波模型，获取飞机位置预估值；
S3、输出飞机位置预估值至飞行模拟器视景并更新系统协方差；
S4、根据飞机位置预估值更新系统协方差判断网络传输是否结束，是则结束滤波过程，否则以更新的协方差为系统预测协方差并返回步骤S1；协方差更新公式为：



公式(1)中，表示预测协方差更新值，Kk表示卡尔曼增益，H表示观测矩阵，表示预测协方差。


2.根据权利要求1所述的飞行模拟器坐标数据联网传输失真抑制方法，其特征在于：所述步骤S2具体过程为：
2.1：通过网络接收飞机坐标((Px(k)，Py(k)，Pz(k))；
2.2：计算飞机坐标的一阶导数(Vx(k)，Vy(k)，Vz(k))；
2.3：计算飞机坐标的二阶导数((ax(k)，ay(k)，az(k))；
2.4：获取经过失真修正的飞机位置预估值。


3.根据权利要求2所述的飞行模拟器坐标数据联网传输失真抑制方法，其特征在于：所述步骤2.4具体包括：
包含扰动的飞机飞行动力学模型可以通过如下公式表示：



公式(2)中，xk和xk+1分别为k时刻和k+1时刻飞机状态，yk为系统输出，uk为k时刻飞机运动参数；
xk＝[Px(k)Vx(k)Py(k)Vy(k)Pz(k)Vz(k)]T(3)



A为状态转移矩阵：



B为控制矩阵：
B＝diag[Δt2/2,Δt,Δt2/2,Δt,Δt2/2,Δt](6)
H为观测矩阵：



wk和vk为系统扰动噪声，服从正态分布：
wk～N(0,Q)(8)
vk～N(0,R)(9)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文柱，曹建平，孙忠云，王志乐，周秀芝，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学青岛校区，
类型：发明
国别省市：山东;37