[發明專利]一種用于實現空中定時定點協同燃放的煙花綜合燃放系統

有效

• 申請號: 200910043559.1
• 申請日: 2009-06-01
• 公開（公告）號: CN101710238A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 鐘自奇;鐘自超;鐘自友;鐘自敏;鐘自遠;劉勇章;蔡波;楊傳觀
• 申請（專利權）人: 瀏陽市東信煙花集團有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01C21/08;G01C21/10;F42B4/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于煙花綜合燃放系統，尤其屬于實現空中定時定點燃放的煙花綜 合燃放系統，屬于煙花制品技術領域。

背景技術

對一組煙花彈，進行軌跡控制和預測，通過一組煙花各自的起始發射點、 預定發射軌跡的運動速度，預測每個煙花的飛行曲線，測算整組煙花形成特定 圖案的未來時間點或者時間區間，并在該時間點同時引爆整組煙花，或者在該 時間區間陸續引爆組內煙花，這是煙花發射控制技術追求的最高境界。

目前，在每個煙花內部放置芯片，并連接大量傳感器，通過傳感器獲知高 度、速度和壓力數據，自動控制單個煙花彈的起爆或者點火，這是現有技術達 到的最高水平。該技術不能對一組煙花彈，進行軌跡控制和預測，不能通過一 組煙花各自的起始發射點、預定發射軌跡的運動速度，不能預測每個煙花的飛 行曲線，不能測算整組煙花形成特定圖案的未來時間點或者時間區間，不能在 該時間點同時引爆整組煙花，或者在該時間區間陸續引爆組內煙花。

目前，GPS、慣性導航是定位領域的兩大主要技術。GPS全球定位系統的測 速和定位精度高，誤差不會隨著時間的積累而增加，但GPS系統在動態環境和遮 擋區域時，會造成接收機不能捕獲和跟蹤GPS信號，導致GPS功能失效，不能正常 定位。煙花發射后，在高速運動階段，GPS定位難度也很大。把GPS技術引入低 速飛行煙花彈控制領域的設想是可行的，但是沒有現有技術開展相關技術實踐。

慣性導航定位是一種自主式水平導航定位技術，利用慣性器件輸出信息進 行航位推算。其基本原理是利用方向和速度信息推算運動位置，短時間內定位精 確，但由于其推算過程是一個累加過程，誤差會隨著時間的推移增大，導致定位 精度下降，因此不能長時間單獨定位。它還有一個致命缺點，即無法進行三維空 間定位，不能應用到飛行煙花的三維定位控制技術領域。

這就需要人們發展新的高速飛行煙花彈的三維定位技術，并在此基礎上開 發用于實現空中定時定點協同燃放的煙花綜合燃放系統。

發明內容

本發明公開了一種實現空中定時定點協同燃放的煙花綜合燃放系統，包括 GSM/CDMA基站；位移傳感組件；三維數據換算組件；點火繼電器組件；點火遙 控組件；核心服務器；管理終端；管理系統軟件，所述設備和組件的應用步驟 如下：

GSM/CDMA通訊基站建立后，測量并繪制基站三維地圖，用于數據傳輸、信 號遙控服務；

在煙花彈上安裝位移傳感器、三維數據換算組件、點火繼電器組件、點火 遙控組件；

在煙花燃放的工作區中選擇基準信息點，它自動掃描位移傳感組件，完成 煙花入場識別，初始化位置數據；

煙花進入燃放工作區時，位移傳感器首先根據基準信息點進行位置復位， 之后使用基于加速度傳感器的位移計算系統進行位置計算，三維數據換算組件 實現三維空間位置換算，精確判斷煙花飛行軌跡和三維位置；

點火繼電器組件根據預定的飛行軌跡和三維位置在特定時空點上引爆煙花 彈；

所有煙花飛行軌跡和三維位置數據還通過GSM/CDMA通訊基站傳送到地面 主服務器；

地面管理中心通過管理系統軟件遙控點火遙控組件，隨機控制煙花點火的 時間和空間；

管理系統軟件運行于主服務器，主服務器通過一組煙花各自起始發射點、 預定發射軌跡的運動速度，預測每個煙花的飛行曲線，測算整組煙花形成特定 圖案的未來時間點或者時間區間，并在該時間點同時引爆整組煙花，或者在該 時間區間陸續引爆組內煙花。

所述GSM/CDMA基站由地面站點引入煙花燃放工作區，每一基站的無障礙傳 輸距離選擇在100m-1000m，采用鏈型組網方式實施組網；

所述加速度傳感組件采用集三軸地磁傳感器和三軸加速度傳感器于一體的 運動狀態檢測器件，由地磁傳感器精確測定方位數據，由加速度傳感器精確測 定加速度數據；

所述三維數據換算組件進行三維位移量計算，并結合復位的初始位置數據， 確定發射升空的煙花彈準確位置；

所述煙花彈的運動狀態檢測器件安裝的軟件包含：位置復位記錄模塊、方 位數據計算模塊、加速度數據計算模塊、三維數據換算模塊；

所述服務器上安裝的管理軟件包含：軌跡測算模塊、多軌跡同時合成模塊、 多軌跡時序合成模塊；