【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于航天氣象預報，尤其是涉及一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統。
技術介紹
1、現有的航天發射任務保障技術主要包括多源氣象資料融合處理、高層氣象要素影響分析、數值預報解釋應用、空間天氣監測預警以及發射窗口選取保障等方面。這些技術通過整合和分析來自不同來源的氣象數據，評估氣象條件對航天發射的影響，并提供重要的天氣預警和發射窗口建議。然而，現有技術仍存在一些不足之處。首先，多源數據的融合和分析過程中可能存在數據不一致性和誤差累積的問題。其次，數值預報解釋應用中，預報產品的準確性和可靠性仍有待提高。此外，空間天氣監測預警技術對于太陽活動和地磁暴等事件的預測能力有限，且發射窗口選取保障技術對于復雜天氣條件的應對能力有待加強。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術旨在提出一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，以為航天發射任務提供保障信息。
2、為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：
3、一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，包括航天發射首區多源資料融合處理子系統、航天發射首區高層氣象要素影響分析子系統、航天發射數值預報解釋應用子系統、航天發射航區空間天氣監測預警子系統；
4、航天發射首區多源資料融合處理子系統利用氣象數據為航天器返回的影響分析提供更加精確的氣象預報釋用產品；
5、航天發射首區高層氣象要素影響分析子系統配置為基于強化學習模型動態優化氣象預報參數；
6、航天發射數值預報解釋應用
7、航天發射航區空間天氣監測預警子系統用于對航區空間天氣進行監測，包括監測太陽耀斑、太陽質子事件以提供航天發射保障信息。
8、進一步的，所述航天發射數值預報解釋應用子系統分析氣象條件包括逐小時氣溫、降水量、大風區、淺層風、大氣密度、大氣折射指數。
9、進一步的，逐小時氣溫通過以下公式計算：
10、；
11、式中， t 1為前一個時刻 t 1的對應氣溫， t 2為后一個時刻 t 2的對應氣溫，為插值出的兩個時刻之間的任一時刻 t對應的氣溫值，a為根據季節和地理位置進行調整的權重系數。
12、進一步的，降水量通過以下公式計算：
13、；
14、式中，為前一個時刻的對應降水值，為后一個時刻的對應降水值，為插值出的兩個時刻之間的任一時刻 t對應的降水值。
15、進一步的，大風區通過以下公式計算：
16、；
17、式中，為前一個時刻的對應風速，為后一個時刻的對應風速，為插值出的兩個時刻之間的任一時刻 t對應的風速值。
18、進一步的，淺層風通過以下公式計算：
19、；
20、式中， v 1為某一層高度 z 1的對應風速， v 2為上一層高度 z 2的對應風速， v為插值出的兩個層次之間的任一高度 z對應的風速值。
21、進一步的，大氣密度通過以下公式計算：
22、；
23、式中， p k為 k高度上對應的氣壓值， p 0為標準物理大氣壓取為1013.25hpa， t k為 k高度上的實際溫度，e為水汽壓。
24、進一步的，大氣折射指數通過以下公式計算：
25、；
26、；
27、；
28、式中， t為每層對應的溫度， e、 e s分別為水汽壓和飽和水汽壓， r h為相對濕度， p為每層對應的氣壓值，c為大氣污染物濃度，k為修正系數。
29、進一步的，所述強化學習模型通過以下步驟優化氣象參數：
30、所述強化學習模型通過以下步驟優化氣象參數：
31、a.狀態空間構建：定義狀態向量st=[vt,tt,ht,pt,rhist,estatus]，其中：
32、vt為當前時刻地面風速，tt為發射首區溫度，ht為相對濕度，pt為海平面氣壓，rhist為過去30天內相似氣象條件下的任務成功率，estatus為設備狀態向量，包括發射架傾斜度、燃料壓力、測控鏈路可用性；
33、b.動作空間定義：設定參數調整動作集a={δpthresh,δtoffset,δvmax}，其中：
34、δpthresh為氣壓閾值調整量，δtoffset為溫度補償偏移量，δvmax為最大允許風速修正量；
35、c.獎勵函數設計：定義即時獎勵rt=-log(mset)+γ×ssafe，其中：
36、mset為氣象參數預測均方誤差；
37、ssafe=α×i風速<閾值+β×i溫度∈安全范圍；
38、ssafe為任務安全系數，γ為安全權重，α、β為專家經驗權重；
39、d.q-learning算法迭代：
40、初始化q表q(s,a)，q(s,a)為歷史最優參數組合的基準值；
41、根據當前狀態st選擇動作at，采用ε-貪婪策略；
42、執行動作后觀測新狀態st+1并計算獎勵rt；
43、更新q值：
44、q(st,at)←q(st,at)+a[rt+bmaxaq(st+1,a)-q(st,at)]；
45、其中學習率a=0.05，折扣因子b=0.9；
46、當連續10次迭代的q值變化率小于10-4或達到最大迭代次數10萬次時終止訓練。
47、相對于現有技術，本專利技術所述的一種利用氣象要素保障航天本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于：包括航天發射首區多源資料融合處理子系統、航天發射首區高層氣象要素影響分析子系統、航天發射數值預報解釋應用子系統、航天發射航區空間天氣監測預警子系統；
2.根據權利要求1所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于：所述航天發射數值預報解釋應用子系統分析氣象條件包括逐小時氣溫、降水量、大風區、淺層風、大氣密度、大氣折射指數。
3.根據權利要求2所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于：逐小時氣溫通過以下公式計算：
4.根據權利要求2所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于：降水量通過以下公式計算：
5.根據權利要求2所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于：大風區通過以下公式計算：
6.根據權利要求2所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于，淺層風通過以下公式計算：
7.根據權利要求2所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于，大氣密度通過
8.根據權利要求2所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于，大氣折射指數通過以下公式計算：
9.根據權利要求1所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于，所述強化學習模型通過以下步驟優化氣象參數：
...【技術特征摘要】
1.一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于：包括航天發射首區多源資料融合處理子系統、航天發射首區高層氣象要素影響分析子系統、航天發射數值預報解釋應用子系統、航天發射航區空間天氣監測預警子系統；
2.根據權利要求1所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于：所述航天發射數值預報解釋應用子系統分析氣象條件包括逐小時氣溫、降水量、大風區、淺層風、大氣密度、大氣折射指數。
3.根據權利要求2所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于：逐小時氣溫通過以下公式計算：
4.根據權利要求2所述的一種利用氣象要素保障航天發射任務的應用系統，其特征在于：降水量...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李峰輝，哈琳，李興國，郭瑞，杜詩杰，王鵬程，高萬里，黃滿義，
申請(專利權)人：天津云遙宇航科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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