[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

本發明公開的一種火箭整流罩殘骸定位跟蹤系統，解決了火箭整流罩殘骸的回收問題。本發明通過下述技術方案實現：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，并發送到無人機解算出探測器到火箭整流罩殘骸的方位及俯仰角，傳輸到云臺；無人機介入整流罩殘骸掉落的末段進行目標鎖定與跟蹤，將圖像數據回傳到地面雷達主站，確定整流罩殘骸的最終掉落點。

技術領域

本發明涉及航空航天領域，主要涉及一種適用于火箭整流罩殘骸的定位、跟蹤系統。

背景技術

火箭整流罩是由高強度、輕質、耐高溫，且無線電透波性強的材料制成，位于運載火箭的頂部，在保持火箭氣動外形的同時，給有效載荷加以保護?；鸺涨?，整流罩在地面保護航天器，保證航天器對溫度、濕度、潔凈度的要求。整流罩為蜂窩式半罩結構，半罩重約1噸，總重約2噸左右，發射升空一段時間后，火箭一二級分離。隨后，火箭飛過平流層和中間層，向大氣層邊緣靠近?；鸺沾┻^大氣層時，整流罩分成兩片向下墜落，以每秒100米的速度飄落于地面。整流罩可以使航天器免受氣動力和氣動熱影響以致損傷?；鸺l射升空后，保護航天器的頂部整流罩，在穿過大氣層后會被拋掉，在稀薄大氣環境下自由飛行，與芯級飛行器相互干擾，產生非定常流動，氣動干擾隨時間變化劇烈。爬高段內，受初始角速度和氣動力的綜合作用，其翻轉角速度迅速增大，頭部沖前飛行狀態為靜不穩定狀態，姿態迅速發散。整流罩由于分離時刻的速度小于第一宇宙速度，分離體不能進入地球軌道，將再入大氣層，氣流剪切或飛行速度劇變引起的大過載均可能撕裂隕落體使之解體，強大而復雜的氣動力/熱作用，會導致助推器殘骸解體分成若干碎片。在以尾部沖前的方式返回地中，存在財物的疏散和安全問題。

殘骸落區監測工作是一項十分復雜的系統工程，殘骸墜落過程時間很短(5min左右)，各監測環節之間都有著密切聯系，監測框架內的變化都可能對任務帶來巨大的影響。目前整流罩一般均采用無控制的再入返回方式，由于各種隨機干擾的影響，落點散步較大。當落區位于陸地時，較大的落區范圍將帶來人員、財物的疏散和安全問題。

隨著我國運載火箭發射任務的日益增多，整流罩落區的安全性已成為影響型號飛行方案及運載能力的關鍵因素。因此亟需解決整流罩的返回控制問題，提高整流罩落區安全性。如何進行整流罩的返回控制，目前尚處于試驗階段，因此獲取真實飛行試驗中整流罩拋罩后的下落參數至關重要。