[发明专利]半潜式无人探测船气象探空火箭决策和发射系统及方法

说明书

本发明涉及半潜式无人探测船气象探空火箭决策和发射系统，该系统由发射决策单元、测控单元和无线接收机三个部分组成，其中所述测控单元用于监督火箭自检、探空仪加电、控制火箭点火、控制火箭舱的打开和关闭；所述接收机用于对探空仪进行自检，接收探空仪发回的数据并传送给所述测控单元；所述发射决策单元用于接受发射指令，从所述主控单元中获得船的航行姿态信息，根据船的倾角和转动角速度决定是否执行火箭发射程序，并从所述测控单元获得探空数据。本发明还涉及半潜式无人探测船气象探空火箭决策和发射方法。本发明完整解决了无人船上发射探空火箭的技术问题，节省人力物力，发射决策单元可以在风浪较大的海况中择机发射。

技术领域

本发明涉及半潜式无人探测船气象探空火箭决策和发射系统及方法，其广泛地应用于半潜式无人气象探测船子控制系统中。

背景技术

半潜式无人探测船为在海中具有自主动力，无人驾驶，体型类似潜艇，仅有部分船体露出水面的船只，与其他无人船相比特点是航速中等、续航时间长、耐波性好(抗风浪性能)。气象探空火箭为在对流层内进行大气廓线(或称剖面)探测的火箭，一般在地面或有人船只上发射，在空中释放下投探空仪，在伞降过程中获取气象数据。

在无人船上发射气象探空火箭，目前国内外还没有现成技术。比较相似的有太原融盛科技有限公司和山西利民工业有限责任公司获授权的“增雨防雹火箭弹发射装置”、航天四院41所(中天火箭的前身)获授权的“增雨防雹火箭发射装置”、二炮工程大学获授权的“一种多用途可遥控智能火控发射装置”等。但是，这些发射装置均依靠人工(或短距离遥控)操作，无法满足无人探测船需要的智能、自主决策和发射火箭，并采集数据等功能。

总之，现有探空火箭技术中需要人工干预发射流程，探空火箭需要准垂直发射，无法根据外界环境(船的倾斜程度、摆动幅度等)，选择发射窗口，现有的探空火箭仅有单一点火功能，没有集成数据采集功能。在无人船远洋探测中，复杂海况下风浪较大，船航行姿态不稳定，需要设计一个决策-发射系统来完成火箭发射的工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提出一种半潜式无人探测船气象探空火箭决策和发射系统及方法。当无人探测船驶入远洋，需要通过卫星进行通讯，通讯时频受限(分钟以上级)，而火箭发射属于毫秒级操作，在通讯速度不能跟上的情况下，需要靠船上的决策和发射系统进行智能判断。当接收到岸基发射指令后，自动执行自检、开舱、发射、闭舱和后续连续接收数据的操作，若条件不合适，或仪器有故障，有自行暂停/取消发射的功能。

本发明涉及一种半潜式无人探测船气象探空火箭决策和发射系统，该系统由发射决策单元、测控单元和无线接收机三个部分组成，其中所述测控单元位于火箭舱中，火箭舱设置在船体上，测控单元包括微控制器A、驱动舱盖的机械开关、以及控制点火的电气设备，测控单元用于监督火箭自检、探空仪加电、控制火箭点火、以及控制火箭舱的打开和关闭；所述接收机包括天线、信号采集器和解译微控制器，该接收机用于对探空仪进行自检，接收探空仪发回的数据并传送给所述测控单元；所述发射决策单元为微控制器B，与所述测控单元以及无人船主控单元通讯，发射决策单元用于接受发射指令，从所述主控单元中获得船的航行姿态信息，根据船的倾角和转动角速度决定是否执行火箭发射程序，并从所述测控单元获得探空数据。

其中所述火箭舱包括舱体、舱盖和电动推杆，所述电动推杆的一端与舱体固定连接，另一端与舱盖固定连接，舱盖通过铰链与舱体顶部铰接，在舱体中部设有电气安装板，所述测控单元安装在该电气安装板上，一体式发射筒通过固定板固定在舱体内。在所述舱体底部设有放水口。在舱体顶端上设有密封圈。

其中所述一体式发射筒的顶盖为由易碎材料构成的防水顶盖，顶盖上面刻有十字应力槽，底部预埋有防蚀钢筒。

本发明还涉及一种半潜式无人探测船气象探空火箭决策和发射方法，该方法包括如下步骤：

I.发射决策单元收到岸基发来的发射指令，要求测控单元启动火箭自检；