运载火箭的导航系统、方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本申请实施例提供一种运载火箭的导航系统、方法、装置、电子设备及存储介质，涉及航空航天领域。具体为一种多源多冗余分布式组合导航系统，包括：卫导接收机、惯性测量单元以及导航计算机；当两子级箭体处于未分离阶段时，对一子级箭体冗余的加速度和角速度信息以及各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据；对校验后的卫星导航数据进行组合导航解算，获得一子级箭体的运动信息，实现了一子级箭体和二子级箭体的导航数据的互联互通，可以相互印证导航数据的准确性，并在一子级箭体上加装了无线电高度表，在回收一子级箭体时，利用无线电高度表实时确定一子级与地面的垂直高度，实现更高精度的导航。高精度的导航。高精度的导航。

【技术实现步骤摘要】
运载火箭的导航系统、方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及航空航天
，具体而言，本申请涉及一种运载火箭的导航系统、方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]运载火箭是将人造地球卫星、载人飞船、航天站或行星探测器等各种航天器送入太空中的预定轨道上的载具。传统的运载火箭是一次性使用，即完成航天器发射任务后不再进行回收，而重复使用两级运载火箭是指从地面起飞完成预定发射任务后，一子级箭体返回着陆，然后经过检修维护和燃料加注后，可再次执行发射任务，在一子级箭体回收过程中的导航尤为重要。
[0003]目前对于重复使用两级运载火箭，由于需要回收两级运载火箭的一子级箭体，一般在两级运载火箭的一子级箭体和二子级箭体上分别独立安装一套导航系统进行导航，而一套导航系统通常包括三个惯性测量单元、一个卫导接收机以及一个导航计算机。
[0004]现有技术中使用的惯性测量单元一般使用3支陀螺仪和3支加速度计，而在每一子级箭体上安装了冗余的三个惯性测量单元，造成的成本过高，并且安装在一子级箭体和二子级箭体上的导航系统是相互独立的，数据不能交互，容错性很低。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的运载火箭的导航系统、方法、装置、电子设备及存储介质。
[0006]第一方面，提供了一种运载火箭的导航系统，运载火箭包括两子级箭体，每一子级箭体包括：卫导接收机、惯性测量单元以及导航计算机：其中，卫导接收机用于接收地面卫导差分站发射的卫星导航数据，并发送至每一子级箭体的导航计算机，以及在两子级箭体处于未分离阶段时，将卫星导航数据发送至同处于未分离阶段的另一子级箭体的导航计算机；惯性测量单元用于采集每一子级箭体的冗余的加速度和角速度信息，并发送至每一子级箭体的导航计算机；导航计算机，用于在两子级箭体处于未分离阶段时，根据冗余的加速度和角速度信息以及同处于未分离阶段的各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据，根据校验后的卫星导航数据确定每一子级箭体的运动信息。
[0007]在一个可能的实现方式中，一子级箭体还包括：无线电高度表，用于在一子级箭体处于回收分离阶段时，采集一子级箭体与地面的垂直高度，并发送至一子级箭体的导航计算机；一子级箭体的导航计算机还用于在一子级箭体处于回收分离阶段时，根据冗余的加速度和角速度信息、垂直高度以及一子级箭体的卫导接收机接收到的卫星导航数据进行
冗余校验，获得校验后的卫星导航数据，根据校验后的卫星导航数据确定一子级箭体的运动信息。
[0008]在另一个可能的实现方式中，惯性测量单元包括5支陀螺仪和5支加速度计。
[0009]在又一个可能的实现方式中，导航计算机包括：惯性测量冗余校验单元，用于对冗余的加速度和角速度信息进行冗余校验，获得校验后的加速度和角速度信息；捷联惯导解算单元，用于对校验后的加速度和角速度信息进行捷联惯导解算，获得每一子级箭体的加速度和角速度；第一卫导数据冗余校验单元，用于对每一子级箭体的加速度和角速度，以及同处于未分离阶段的各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据；组合导航解算单元，用于对校验后的卫星导航数据进行组合导航解算，获得每一子级箭体的运动信息。
[0010]在又一个可能的实现方式中，一子级箭体的导航计算机还包括：第二卫导数据冗余校验单元，用于对一子级箭体冗余的加速度和角速度信息、垂直高度以及一子级箭体的卫导接收机接收的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据。
[0011]第二方面，提供了一种运载火箭的导航方法，该方法包括：当两子级箭体处于未分离阶段时，对处于未分离阶段中的一子级箭体冗余的加速度和角速度信息以及同处于未分离阶段的各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据；根据校验后的卫星导航数据，对校验后的卫星导航数据进行组合导航解算，获得一子级箭体的运动信息，作为处于未分离阶段的运载火箭的运动信息。
[0012]在一个可能的实现方式中，该方法还包括：当一子级箭体处于回收分离阶段时，采集一子级箭体与地面的垂直高度；对一子级箭体冗余的加速度和角速度信息、垂直高度以及一子级箭体的卫导接收机接收到的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据；根据校验后的卫星导航数据确定一子级箭体的运动信息。
[0013]在另一个可能的实现方式中，对处于未分离阶段中的一子级箭体冗余的加速度和角速度信息以及同处于未分离阶段的各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据，包括：对一子级箭体冗余的加速度和角速度信息进行冗余校验，获得校验后的加速度和角速度信息；对校验后的加速度和角速度信息进行捷联惯导解算，获得一子级箭体的加速度和角速度；对每一子级箭体的加速度和角速度，以及同处于未分离阶段的各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据。
[0014]在又一个可能的实现方式中，对一子级箭体冗余的加速度和角速度信息、垂直高度以及一子级箭体的卫导接收机接收到的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星
导航数据，包括：对一子级箭体冗余的加速度和角速度信息进行冗余校验，获得一子级箭体校验后的加速度和角速度信息；对一子级箭体校验后的加速度和角速度信息进行捷联惯导解算，获得一子级箭体的加速度和角速度；对一子级箭体的加速度和角速度、垂直高度以及一子级箭体的卫导接收机接收的卫星导航数据进行冗余校验，获得一子级箭体校验后的卫星导航数据。
[0015]第三方面，本申请实施例提供一种运载火箭的导航装置，该装置包括：获取模块，用于当两子级箭体处于未分离阶段时，对处于未分离阶段中的一子级箭体冗余的加速度和角速度信息以及同处于未分离阶段的各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据；导航模块，用于根据校验后的卫星导航数据，对校验后的卫星导航数据进行组合导航解算，获得一子级箭体的运动信息，作为处于未分离阶段的运载火箭的运动信息。
[0016]第四方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第二方面所提供的方法的步骤。
[0017]第五方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所提供的方法的步骤。
[0018]本专利技术实施例提供的运载火箭的导航系统，通过在运载火箭的每一子级箭体上安装卫导接收机、惯性测量单元以及导航计算机，当两子级箭体处于未分离阶段时，对处于未分离阶段中的一子级箭体冗余的加速度和角速度信息以及同处于未分离阶段的各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据；根据校验后的卫星导航数据，对校验后的卫星导航数据进行组合导航解算，获得一子级箭体的运动信息，作为处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运载火箭的导航系统，所述运载火箭包括两子级箭体，其特征在于，每一子级箭体包括：卫导接收机、惯性测量单元以及导航计算机：其中，所述卫导接收机用于接收地面卫导差分站发射的卫星导航数据，并发送至所述每一子级箭体的导航计算机，以及在所述两子级箭体处于未分离阶段时，将所述卫星导航数据发送至同处于未分离阶段的另一子级箭体的导航计算机；所述惯性测量单元用于采集所述每一子级箭体的冗余的加速度和角速度信息，并发送至所述每一子级箭体的导航计算机；所述导航计算机，用于在所述两子级箭体处于未分离阶段时，根据所述冗余的加速度和角速度信息以及同处于未分离阶段的各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据，根据所述校验后的卫星导航数据确定所述每一子级箭体的运动信息。2.根据权利要求1所述的运载火箭的导航系统，其特征在于，一子级箭体还包括：无线电高度表，用于在所述一子级箭体处于回收分离阶段时，采集所述一子级箭体与地面的垂直高度，并发送至所述一子级箭体的导航计算机；所述一子级箭体的导航计算机还用于在所述一子级箭体处于回收分离阶段时，根据所述冗余的加速度和角速度信息、所述垂直高度以及所述一子级箭体的卫导接收机接收到的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据，根据所述校验后的卫星导航数据确定所述一子级箭体的运动信息。3.根据权利要求1所述的运载火箭的导航系统，其特征在于，所述惯性测量单元包括5支陀螺仪和5支加速度计。4.根据权利要求1所述的运载火箭的导航系统，其特征在于，所述导航计算机包括：惯性测量冗余校验单元，用于对所述冗余的加速度和角速度信息进行冗余校验，获得校验后的加速度和角速度信息；捷联惯导解算单元，用于对所述校验后的加速度和角速度信息进行捷联惯导解算，获得所述每一子级箭体的加速度和角速度；第一卫导数据冗余校验单元，用于对所述每一子级箭体的加速度和角速度，以及同处于未分离阶段的各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据；组合导航解算单元，用于对所述校验后的卫星导航数据进行组合导航解算，获得所述每一子级箭体的运动信息。5.根据权利要求2所述的运载火箭的导航系统，其特征在于，所述一子级箭体的导航计算机还包括：第二卫导数据冗余校验单元，用于对所述一子级箭体冗余的加速度和角速度信息、所述垂直高度以及所述一子级箭体的卫导接收机接收的卫星导航数据进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据。6.一种如权利要求1至5任意一项所述的运载火箭的导航系统的导航方法，其特征在于，所述方法包括：当所述两子级箭体处于未分离阶段时，对处于未分离阶段中的一子级箭体冗余的加速度和角速度信息以及同处于未分离阶段的各子级箭体的卫导接收机发送的卫星导航数据
进行冗余校验，获得校验后的卫星导航数据；根据所述校验后的卫星导航数据，对所述校...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘百奇，刘建设，
申请(专利权)人：北京星河动力装备科技有限公司四川星河动力空间科技有限公司，
类型：发明
国别省市：