[发明专利]一种火箭一子级残骸精确定位装置及定位方法

权利要求书

1.一种火箭一子级残骸精确定位装置，其特征在于：包括设于火箭一子级上的智能测量单元，所述智能测量单元包括组合单元模块、信标单元模块、4G模组模块、UHF天线、UHF高频电缆、GPS天线、GPS高频电缆、信标天线、信标高频电缆和4G模组天线；

所述组合单元模块包括GPS导航模块及UHF通信模块，所述GPS导航模块通过GPS高频电缆连接所述GPS天线，用于接收GPS信号，并对接收的GPS信号进行信息融合，输出载体的定位信息；所述UHF通信模块通过UHF高频电缆连接所述UHF天线，用于实现所述定位信息的调制，并将调制后的射频信号发射出去；

所述信标单元模块，通过所述信标高频电缆连接所述信标天线，用于发射预设频率的无线电信标信号；

4G模组模块，连接所述4G模组天线，用于测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站的下行导频信号的TOA或TDOA值，并将计算出的定位信息发送出去；

其中，所述定位信息包括位置、速度和姿态信息。

2.根据权利要求1所述的一种火箭一子级残骸精确定位装置，其特征在于：所述组合单元模块采用自适应滤波器。

3.根据权利要求1所述的一种火箭一子级残骸精确定位装置，其特征在于：所述UHF通信模块的数量为一个，采用半双工通信。

4.根据权利要求1所述的一种火箭一子级残骸精确定位装置，其特征在于：所述GPS天线的数量为两个，每个所述GPS天线分别通过一根GPS高频电缆连接所述组合单元模块。

5.一种火箭一子级残骸精确定位方法，其特征在于，火箭一子级上固定安装智能测量单元，所述智能测量单元包括组合单元模块、信标单元模块、4G模组模块；所述定位方法包括：

所述火箭一子级分离后，若所述智能测量单元的各模块至少有一个功能正常时，选择以下一种或几种定位方法：

1)当所述智能测量单元的4G模组模块功能正常时，所述4G模组模块将测量、计算获得的定位信息在落地后发送至指定的手机，手机接收并进行定位解算，得到火箭一子级残骸的纬度、经度和高度信息；

2)当所述智能测量单元的UHF通信模块功能正常时，所述UHF通信模块将测量、计算获得的定位信息通过UHF天线发送至地面移动UHF便携接收站，地面移动UHF便携接收站接收并进行定位解算，得到火箭一子级残骸的纬度、经度和高度信息；

3)当所述智能测量单元的信标单元模块功能正常时，所述信标单元模块将测量、计算获得的定位信息通过信标天线发射，并由地面信标接收站接收、解析信号，以引导地面系统对火箭一子级残骸进行跟踪与捕获，从而获得落点信息。

6.根据权利要求5所述的一种火箭一子级残骸精确定位方法，其特征在于：所述火箭一子级分离后，若所述智能测量单元的各模块功能均不正常时，使用已收到的数据、并结合火箭发射之前计算的弹道数据拟合出火箭一子级的下落轨迹，进而得到火箭一子级残骸的纬度、经度和高度信息；其中，

所述智能测量单元的各模块功能均不正常包括：所述智能测量单元由于故障或火箭一子级解体导致UHF波段实时数据下行中断，所述信标单元模块不能发送无线电信标信息，并且所述4G模组模块由于无信号不能发送定位信息。

7.根据权利要求5所述的一种火箭一子级残骸精确定位方法，其特征在于：若所述智能测量单元的各模块功能均正常时，同时以至少两种定位方法对火箭一子级残骸进行定位测量、计算，获得每一种定位方法对应的定位结果，进行比对分析，选取定位精度最高的定位结果作为本次定位结果的值。

8.根据权利要求5所述的一种火箭一子级残骸精确定位方法，其特征在于：当所述智能测量单元的4G模组模块功能正常时，所述4G模组模块测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA或TDOA，根据该测量结果并结合基站的坐标，采用三角公式估计算法，计算出火箭一子级残骸的纬度、经度和高度信息。