Inverse propagation

Backward
Propagation

Dieselbe Dynamik kann rückwärts integriert werden. Aus einem geschätzten Zustand mit Unsicherheit entsteht dadurch kein einzelner Ursprungspunkt, sondern eine Verteilung möglicher Launch-Zustände.

Zentralgravitation3D-Ensemblekeine aktive SteuerungΣ → Launch-Ellipse
Ein eingefrorener geschätzter Zustand wird rückwärts zu möglichen Startpunkten auf der Erdoberfläche propagiert.

Formalisierung

Zeitumkehr ist möglich, Information bleibt unsicher.

Im konservativen Zentralfeld ist die Bewegungsgleichung zeitumkehrbar. Das bedeutet jedoch nicht, dass ein verrauschter Schätzzustand einen eindeutigen früheren Zustand liefert.

01

Freeze-State

X̂(t₀), Σ(t₀)

Der aktuelle Schätzzustand wird eingefroren – manuell oder direkt aus K03.

02

Reverse propagation

X̂(t₀−τ) = F(X̂(t₀), μ)

Numerisch wird dieselbe Dynamik mit negativem Zeitschritt bis zur Oberflächenintersektion integriert.

03

Launch-Verteilung

Σ(t₀) → Σlaunch

Die rückwärts propagierte Zustandsunsicherheit erscheint als räumliche Launch-Ellipse.

Interactive lab

Launch Reconstruction

Wähle den Freeze-Zeitpunkt und die Zustandsunsicherheit. Das Ensemble wird rückwärts zur Oberfläche propagiert; True Launch, geschätzter Launch und Launch-Ellipse bleiben getrennt sichtbar.

Backward prediction ensemble same dynamics · reverse time · uncertain estimate
Trajectory viewtruth · estimate · backward ensemble
Launch planelocal tangent coordinates at true launch
wahre Vergangenheit wahre Zukunft rückwärts aus X̂ Ensemble True Launch geschätzter Launch
FreezeZeit seit t = 0
True launch0 kmReferenzursprung
Launch errorgeschätzt ↔ wahr
σ majorLaunch-Ellipse
σ minorLaunch-Ellipse
Ellipse anglegegen Downrange
Valid backtracksEnsemble

Interpretation

Rückwärtsrechnung ist keine Zeitmaschine.

Die Physik kann rückwärts propagiert werden; die Unsicherheit des geschätzten Zustands wird dabei jedoch ebenfalls rückwärts abgebildet.

Systemische Einordnung

Forward und backward sind zwei Richtungen derselben Informationsabbildung.

Symmetrie der Dynamik

Im konservativen K01-Modell ist die Bewegungsgleichung reversibel; numerisch unterscheiden sich nur Richtung und Stoppbedingung.

Asymmetrie des Wissens

Messfehler und Estimatorfehler verschwinden beim Rückwärtsrechnen nicht. Sie werden in einen früheren Zustandsraum transformiert.

Brücke zu K06

Sobald unbekannte Steuerung hinzukommt, ist auch die Vergangenheit nicht mehr allein durch den aktuellen Zustand eindeutig rekonstruierbar.