[发明专利]一种火箭一子级残骸精确定位装置及定位方法

说明书

本申请提供了一种火箭一子级残骸精确定位装置，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。本申请还提供了一种火箭一子级残骸精确定位方法，通过在火箭一子级上增加所述智能测量单元，在不影响主任务的前提下，提供多种火箭残骸精确的定位方法，在火箭残骸没有受到其他外部因素的影响下、在火箭残骸受到极端条件的影响(并未解体)下以及在火箭残骸解体的最极端情况下，均可以准确定位到残骸的落点位置，实现了定位方式的多模式化，且简单、快速易实现。

技术领域

本发明涉及火箭的一子级残骸落区定位的技术领域，尤其涉及一种火箭一子级残骸精确定位装置及定位方法。

背景技术

一般情况下，运载火箭都是液体火箭，它们使用高能量的燃料，爆炸起来威力非同一般。尽管通常情况下火箭残骸坠落时所携带的燃料基本烧光了，但是残留燃料的毒性对人体危害很大。在多级火箭中，一子级在完成加速任务后，已经没有了作用，但它还有一定的重量，这时分离一子级，可以提升火箭的加速能力，缩短火箭的入轨时间。而落地火箭残骸中，带有各种数据，对火箭的研究、改进和定型等具有极重要的意义。其中磁记录盒相当于飞机中的黑匣子，它记载着火箭从起飞到该级火箭分离的有关火箭飞行轨迹的各种数据，这对于火箭的研究、改进和定型都具有极重要的意义。国防科工委要求，落区必须不惜一切代价首先保证回收磁记录盒。所以火箭一子级残骸的及时准确的定位、寻找是很有必要的。

正常情况下一子级分离之后，会向地面呈抛物线下落，但有时会受到高空风、火箭自身飞行轨迹等多种不确定因素的影响不会精确地落在预先设定的落区中心落点，而这时搜索、寻找残骸将变成盲目性、无目的性的搜索。

而现有的火箭一子级残骸的落点预报模型生成方法，需要建立在助推器残骸飞行的动力学方程，利用历次任务助推器残骸分离点的遥测惯导数据，高空风数据和助推器残骸的实际落点数据拟合所述推器残骸飞行的动力学方程中的阻力系数，再根据历次任务的助推器残骸的计算落点和四个助推器的实际落点，计算火箭助推器残骸的散布区域，进而生成火箭残骸的落点预报模型。

上述方法的优点是不需要在箭体内增加额外的测量单机，缺点是需要依赖多次任务数据参数建立预报模型，具有输入参数较多，受高空风、火箭飞行轨迹等多种因素影响，预报及定位误差大、不准确的缺点，且单模式的落点预报模型中，如果突然出现极端条件或者火箭残骸解体的状况，将完全失去定位作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火箭一子级残骸精确定位装置及定位方法，在不影响主任务的前提下，实现定位方式的多模式化，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本申请第一个方面提供了一种火箭一子级残骸精确定位装置，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；其中，

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(到达时刻)或TDOA(到达时间差)值，并将计算出的定位信息发送出去。

优选地，所述定位信息包括位置、速度和姿态信息。