[發明專利]火箭整流罩殘骸定位跟蹤系統

有效

• 申請號: 202110183855.2
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112987049B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 廖彥杰;薛松柏;龔小維;葉琪瑋
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: G01S19/33
• 分類號: G01S19/33;G06T7/246;G06T7/73
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

1.一種火箭整流罩殘骸定位跟蹤系統，包括：地面部署的至少4個機動式地面雷達站，其中1個地面雷達主站，至少3個副站，與機動式地面雷達站進行通信的無人機，安裝在火箭整流罩里的測距信號發射裝置，其特征在于：無人機通過其GNSS接受機獲得自身的位置信息，各個機動式地面雷達站通過北斗/GNSS共視接收機測得自身的位置信息，并實現站間時間同步和接收信號發射裝置對外發出的測距信號，計算接收到的測距信號，得到火箭整流罩殘骸與地面站的距離；每個副站將自身的位置信息及測得的自身與整流罩殘骸的偽距信息，通過短波電臺上報到地面雷達主站，主站采用定位算法解算，根據各站的位置和測得的偽距解算出信號發射裝置的位置坐標，將該位置坐標信息發送到無人機；無人機將接收到的火箭整流罩殘骸的位置信息與自身的位置信息進行計算，解算出探測器到火箭整流罩殘骸的方位角與俯仰角，并傳輸到云臺進行角度控制，使探測器能實時追蹤到火箭整流罩殘骸；無人機介入整流罩殘骸掉落的末段進行目標鎖定與跟蹤，將圖像數據實時回傳到地面雷達主站，主站基于圖像信息目標識別和地形匹配算法解算，確定整流罩殘骸的最終掉落點。

2.如權利要求1所述的火箭整流罩殘骸定位跟蹤系統，其特征在于：機動式地面雷達站接收測距信號發射裝置的信號，根據測距信號發射裝置與地面站的時鐘鐘差Δt、整流罩殘骸的位置坐標(x，y，z)和各地面站i＝1～n的位置坐標x_i，y_i，z_i，測得的偽距ρ_i，并分別根據解算出的接收時間T乘以光速C，得到各移動地面站與整流罩殘骸的偽距；

根據方程中有四個未知數(x、y、z、Δt)，利用四個地面站的測量數據，得到火箭整流罩殘骸的位置坐標。

3.如權利要求1所述的火箭整流罩殘骸定位跟蹤系統，其特征在于：整流罩在下降末段，無人機介入，對整流罩殘骸掉落的末段進行目標鎖定與跟蹤，并將圖像數據回傳至機動式地面雷達站主站，主站基于目標識別和地形匹配定位算法，對圖像信息進行解算，解算出火箭整流罩殘骸的掉落點位置。

4.如權利要求1所述的火箭整流罩殘骸定位跟蹤系統，其特征在于：將通過大地測量、航空攝影、衛星攝影方法獲得的地形位置、高度數據的地形數據制作成數字化地圖，根據數字地圖把實際的地形圖分成若干個小方塊并進行網絡劃分，按照經緯度方向劃分成包含了x，y兩個坐標等間隔網格，并且網格的位置包含了x，y兩個坐標，網格中的數字表示這一格中的地面高度的平均值，形成表示了x，y，z三維坐標的網絡，將各種數字和每個數字對應的x，y坐標構成的數字地圖存儲在飛行器的計算機中。

5.如權利要求1所述的火箭整流罩殘骸定位跟蹤系統，其特征在于：從數字地圖中提取出一組數據進行地形匹配，組成地形匹配用的地形輪廓，利用地形匹配定位算法，將火箭整流罩殘骸下落到地面靜止時刻的火箭整流罩殘骸在圖像對應的地形位置與存儲在計算機中的數字地圖進行匹配，提取出對應的網格參數，得到火箭整流罩殘骸的三維坐標。

6.如權利要求1所述的火箭整流罩殘骸定位跟蹤系統，其特征在于：信號發射裝置包括：帶有電源的信標機，通過高頻電纜相連的兩副180°信標機全向發射天線，標機全向發射天線采用兩個極化方式不一樣的天線對外發出測距信號，若兩個天線分別為左旋圓極化及右旋圓極化天線，則相應的每個機動式地面雷達站接收天線需要兩個：左旋圓極化及右旋圓極化天線。

7.如權利要求1所述的火箭整流罩殘骸定位跟蹤系統，其特征在于：在火箭發射時，信標機電源開關感應到箭體的加速度，開啟鋰電池開關，信標機開始工作，信標機通過軟件無線電實現發射信號，基于現場可編程邏輯門陣列FPGA產生連續波擴頻調制信號，經變頻器上變頻后，發射天線選擇連續波體制向地面站發射信號。