[實(shí)用新型]一種用于高空氣球載荷回收定位的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320328578.0
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN203299392U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃宛寧;張?zhí)┤A;姜魯華;王挺鶴;周江華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電研究院
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于航空測控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高空氣球飛行試驗結(jié)束，載荷落地后的回收定位的裝置。

背景技術(shù)

高空氣球，是指在平流層飛行的無動力浮空器，是開展高空科學(xué)觀測或?qū)嶒灱案呖諛O限探險的一種運(yùn)載工具。

圖1示出了高空氣球系統(tǒng)的組成示意圖。所述高空氣球由氣球、分離裝置、回收傘和吊籃組成。它的飛行高度雖然不如衛(wèi)星，但卻比飛機(jī)高得多，一般可達(dá)30-50km。由于高空氣球造價低廉、組織飛行方便、試驗周期短，因此越來越受到科學(xué)工作者的青睞，并被廣泛應(yīng)用于高能天體物理、宇宙線、紅外天文、大氣物理、大氣化學(xué)、地面遙感、空間生物和遺傳、微重力實(shí)驗等方面的研究，同時也大量應(yīng)用于外層空間宇宙設(shè)備的預(yù)研和試飛以及軍事方面等。

由于高空氣球飛行高度較高，一次試驗飛行距離較遠(yuǎn)，很可能超過視距測控鏈路的有效范圍，即使在測控鏈路范圍內(nèi)，如果距離太遠(yuǎn)，考慮地球曲率的影響，視距通信也會受到限制，所以在下降段僅僅依靠視距測控鏈路無法準(zhǔn)確獲知?dú)馇蜉d荷的位置，這就會為載荷設(shè)備的回收帶來麻煩。傳統(tǒng)的回收定位裝置僅僅依靠無線電定位，由于載荷已經(jīng)落地，受地形和近地面無線電信號多徑因素的影響，無線電傳輸距離非常有限，考慮到回收搜索過程較長，又不能一味增大發(fā)射機(jī)的功率來提高傳輸距離，(增大功率意味著更大的能源消耗，相應(yīng)又要增加電源的重量，這對航空產(chǎn)品來說是很不合理的)，而且載荷落地地點(diǎn)一般不會在平坦的地面，可能造成回收裝置的天線指向地面或者水平，進(jìn)一步影響接收機(jī)信號搜索。專利201110102738.5提出了使用多個天線，根據(jù)觸地點(diǎn)選通相應(yīng)位置的天線以達(dá)到較好的傳輸效果，雖然比傳統(tǒng)的方法有所改進(jìn)，但無線電依然受近地面多徑的影響，傳輸距離依然很有限。

衛(wèi)星通信簡單地說就是地球上(包括地面和低層大氣中)的無線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是：通信范圍大；只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍內(nèi)，從任何兩點(diǎn)之間都可進(jìn)行通信；不易受陸地災(zāi)害的影響(可靠性高)。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提出了一種采用衛(wèi)星通信終端的回收定位裝置，以準(zhǔn)確定位高空氣球飛行試驗結(jié)束，載荷落地后的位置。回收定位裝置采用衛(wèi)星通信終端，這樣只要保持全向天線的極化方向始終垂直向上，即可保證通信鏈路的暢通，為回收人員及時提供準(zhǔn)確的位置信息。

本實(shí)用新型公開的采用衛(wèi)星通信終端的回收定位裝置，其包括：保溫泡沫上蓋(1)、保溫泡沫下蓋(2)、軸承(3)、滑動導(dǎo)軌(4)、GPS接收天線(5)、衛(wèi)星通信天線(6)、信標(biāo)裝置(7)及滑塊(8)；其中，所述軸承布設(shè)在所述保溫泡沫上蓋和保溫泡沫下蓋之間；所述滑動導(dǎo)軌為圓環(huán)軌道，其通過所述軸承旋轉(zhuǎn)；所述信標(biāo)裝置通過所述滑塊安裝在所述滑動導(dǎo)軌的圓環(huán)內(nèi)部，所述滑塊在滑動導(dǎo)軌上可以自由滑動；所述衛(wèi)星天線安裝在信標(biāo)裝置之上，用于向外部發(fā)送定位信息。

所述信標(biāo)裝置內(nèi)安裝有GPS接收模塊，通過所述GPS信號接收天線獲取高空氣球的高度和經(jīng)緯度信息。

所述信標(biāo)裝置還安裝有氣壓高度計，其用于檢測高空氣球的高度。

本實(shí)用新型公開的上述方案采用短報文衛(wèi)星通信終端傳輸GPS接收模塊的定位信息。根據(jù)GPS高度信息，在高空氣球的平飛段結(jié)束之后，載荷吊籃下落至一定高度才打開衛(wèi)星通信設(shè)備工作，能夠有效節(jié)省電池重量。在裝置落地之后，其獨(dú)有的結(jié)構(gòu)能夠保持衛(wèi)星通信天線和GPS接收天線的極化方向始終垂直向上，確保衛(wèi)星通信和導(dǎo)航功能正常工作。裝置的外殼具有被動保溫和防水功能，即使落入水中也能漂浮在水面正常工作。

附圖說明

圖1是高空氣球系統(tǒng)的組成示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中通過衛(wèi)星通信定位回收裝置的原理示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型中信標(biāo)裝置的組成原理圖；

圖5是本實(shí)用新型中高空氣球載荷回收定位的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖2示出了本實(shí)用新型中通過衛(wèi)星通信定位回收裝置原理圖。其中回收信標(biāo)裝置安裝在高空氣球載荷吊籃上部，在載荷落地之后，該裝置通過衛(wèi)星短報文通信設(shè)備將自身的GPS位置信息發(fā)送出來，通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)之后，傳輸?shù)交厥贞犑褂玫氖殖中l(wèi)星接收終端。