火箭整流罩残骸定位跟踪系统技术方案

本发明专利技术公开的一种火箭整流罩残骸定位跟踪系统，解决了火箭整流罩残骸的回收问题。本发明专利技术通过下述技术方案实现：各个机动式地面雷达站通过北斗/GNSS共视接收机测得自身的位置信息，并实现站间时间同步和接收信号发射装置对外发出的测距信号，计算接收到的测距信号，得到火箭整流罩残骸与地面站的距离；每个副站将自身的位置信息及测得的自身与整流罩残骸的伪距信息，通过短波电台上报到地面雷达主站，主站根据各站的位置和测得的伪距解算出信号发射装置的位置坐标，并发送到无人机解算出探测器到火箭整流罩残骸的方位及俯仰角，传输到云台；无人机介入整流罩残骸掉落的末段进行目标锁定与跟踪，将图像数据回传到地面雷达主站，确定整流罩残骸的最终掉落点。

【技术实现步骤摘要】
火箭整流罩残骸定位跟踪系统
本专利技术涉及航空航天领域，主要涉及一种适用于火箭整流罩残骸的定位、跟踪系统。
技术介绍
火箭整流罩是由高强度、轻质、耐高温，且无线电透波性强的材料制成，位于运载火箭的顶部，在保持火箭气动外形的同时，给有效载荷加以保护。火箭升空前，整流罩在地面保护航天器，保证航天器对温度、湿度、洁净度的要求。整流罩为蜂窝式半罩结构，半罩重约1吨，总重约2吨左右，发射升空一段时间后，火箭一二级分离。随后，火箭飞过平流层和中间层，向大气层边缘靠近。火箭升空穿过大气层时，整流罩分成两片向下坠落，以每秒100米的速度飘落于地面。整流罩可以使航天器免受气动力和气动热影响以致损伤。火箭发射升空后，保护航天器的顶部整流罩，在穿过大气层后会被抛掉，在稀薄大气环境下自由飞行，与芯级飞行器相互干扰，产生非定常流动，气动干扰随时间变化剧烈。爬高段内，受初始角速度和气动力的综合作用，其翻转角速度迅速增大，头部冲前飞行状态为静不稳定状态，姿态迅速发散。整流罩由于分离时刻的速度小于第一宇宙速度，分离体不能进入地球轨道，将再入大气层，气流剪切或飞行速度剧变引起的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火箭整流罩残骸定位跟踪系统，包括：地面部署的至少4个机动式地面雷达站，其中1个地面雷达主站，至少3个副站，与机动式地面雷达站进行通信的无人机，安装在火箭整流罩里的测距信号发射装置，其特征在于：无人机通过其GNSS接受机获得自身的位置信息，各个机动式地面雷达站通过北斗/GNSS共视接收机测得自身的位置信息，并实现站间时间同步和接收信号发射装置对外发出的测距信号，计算接收到的测距信号，得到火箭整流罩残骸与地面站的距离；每个副站将自身的位置信息及测得的自身与整流罩残骸的伪距信息，通过短波电台上报到地面雷达主站，主站采用定位算法解算，根据各站的位置和测得的伪距解算出信号发射装置的位置坐标，将该...

【技术特征摘要】
1.一种火箭整流罩残骸定位跟踪系统，包括：地面部署的至少4个机动式地面雷达站，其中1个地面雷达主站，至少3个副站，与机动式地面雷达站进行通信的无人机，安装在火箭整流罩里的测距信号发射装置，其特征在于：无人机通过其GNSS接受机获得自身的位置信息，各个机动式地面雷达站通过北斗/GNSS共视接收机测得自身的位置信息，并实现站间时间同步和接收信号发射装置对外发出的测距信号，计算接收到的测距信号，得到火箭整流罩残骸与地面站的距离；每个副站将自身的位置信息及测得的自身与整流罩残骸的伪距信息，通过短波电台上报到地面雷达主站，主站采用定位算法解算，根据各站的位置和测得的伪距解算出信号发射装置的位置坐标，将该位置坐标信息发送到无人机；无人机将接收到的火箭整流罩残骸的位置信息与自身的位置信息进行计算，解算出探测器到火箭整流罩残骸的方位角与俯仰角，并传输到云台进行角度控制，使探测器能实时追踪到火箭整流罩残骸；无人机介入整流罩残骸掉落的末段进行目标锁定与跟踪，将图像数据实时回传到地面雷达主站，主站基于图像信息目标识别和地形匹配算法解算，确定整流罩残骸的最终掉落点。


2.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：机动式地面雷达站接收测距信号发射装置的信号，根据测距信号发射装置与地面站的时钟钟差Δt、整流罩残骸的位置坐标(x，y，z)和各地面站i＝1～n的位置坐标xi，yi，zi，测得的伪距ρi，并分别根据解算出的接收时间T乘以光速C，得到各移动地面站与整流罩残骸的伪距；
根据方程中有四个未知数(x、y、z、Δt)，利用四个地面站的测量数据，得到火箭整流罩残骸的位置坐标。


3.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：整流罩在下降末段，无人机介入，对整流罩残骸掉落的末段进行目标锁定与跟踪，并将图像数据回传至机动式地面雷达站主站，主站基于目标识别和地形匹配定位算法，对图像信息进行解算，解算出火箭整流罩残骸的掉落点位置。


4.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：将通过大地测量、航空摄影、卫星摄影方法获得的地形位置、高度数据的地形数据制作成数字化地图，根据数字地图把实际的地形图分成若干个小方块并进行网络划分，按照经纬度方向划分成包含了x，y两个坐标等间隔网格，并且网格的位置包含了x，y两个坐标，网格中的数字表示这一格中的地面高度的平均值，形成表示了x，y，z三维坐标的网络，将各种数字和每个数字对应的x，y坐标构成的数字地图存储在存储在飞行器的计算机中。


5.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：从数字地图中提取出一组数据进行地形匹配，组成地形匹配用的地形轮廓，利用地形匹配定位算法，将火箭整流罩残骸下落到地面静止时刻的火箭整流罩残骸在图像对应的地形位置与存储在计算机中的数字地图进行匹配，提取出对应的网格参数，得到火箭整流罩残骸的三维坐标。


6.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：信号发射装置包括：带有电源的信标机，通过高频电...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖彦杰，薛松柏，龚小维，叶琪玮，
申请(专利权)人：西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51