[发明专利]一种无线传感网络确定战斗部爆心位置的测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种无线传感网络确定战斗部爆心位置的测量系统及方法。本发明采用一个或多个网络单元通过无线通信连接中继节点，中继节点通过无线通信连接远程监控交互终端，每一个网络单元包括一个汇聚节点和三个以上传感器节点，通过多跳传输的方式实现信息传输；通过爆压信息根据节点定位计算方法计算得到爆心的位置；本发明兼顾了算法的鲁棒性和容错性，能够降低不准确信号带来的误差，抵御外界环境的干扰；传感器节点只承担着自身定位和信号采集和发送的低复杂度的任务，以降低能耗，延长整个网络的生命周期；汇聚节点高功率发送至远程监控交互终端，求取爆心的准确位置，达到节点算力和供能的合理匹配，精度和耗能的互相平衡。

技术领域

本发明涉及爆炸爆心的一种定位技术，具体涉及一种无线传感网络确定战斗部爆心位置的测量系统及其测量方法。

背景技术

基于智能网络毁伤战斗部平台，对目标的毁伤评估信息的提取和分析是后续决策的前提。对战斗部的爆心位置的精确测算和战斗部起爆姿态的获取，可以得到爆轰威力场的分布与传播特性，结合目标的位置信息，完成对目标毁伤情况的评估。

目前，在火炸药动态爆炸试验爆心方位角及爆心位置的测量中，主要使用光测法和到达时间差法(TDOA)，光测法是利用拍摄爆炸试验过程的高速摄影计算爆炸位置，该方法受环境光强影响较大，光线不足时须降低采样频率，可能会错失时机；DTOA距离测量技术有一个重大缺陷是由于时间差太小导致距离计算误差较大，尤其是在一些短距离测量应用中。此外，上述方法的应用环境局限于试验条件下，无法运用于实战环境中。

发明内容

针对现有技术存在的不足与缺陷，本发明提出了一种无线传感网络确定战斗部爆心位置的测量系统及其测量方法。

本发明的一个目的在于提出一种无线传感网络确定战斗部爆心位置的测量系统。

本发明的无线传感网络确定战斗部爆心位置的测量系统包括：远程监控交互终端、中继节点和网络单元；其中，一个或多个网络单元通过无线通信连接中继节点；中继节点通过无线通信连接远程监控交互终端；每一个网络单元包括一个汇聚节点和三个以上传感器节点，传感器节点与其相对应的汇聚节点之间通过设定的路由协议连接；在战斗部发射前，传感器节点和汇聚节点上电，均处于低功耗模式，仅具有监测能力，并开始倒计时；所有汇聚节点和传感器节点安装在独立的舱段内，舱段通过连接件搭载在战斗部上，连接件电学连接至战斗部的控制器；到达目标空域上方时，由战斗部的控制器发出控制信号控制连接件断裂，舱段脱离战斗部，随后舱段破裂，抛洒出传感器节点和汇聚节点至目标区域；到达设定时间后，传感器节点按照路由协议建立与其相对应的汇聚节点的连接；每一个传感器节点获取本节点的位置信息；战斗部毁伤作用开始，传感器节点感知爆炸超压信息，并将自身位置信息和爆炸超压信息无线传输至汇聚节点；汇聚节点通过中继节点将传感器节点的位置信息及相应的爆炸超压信息无线传输至远程监控交互终端，从而通过多跳传输的方式实现从传感器节点至远程监控交互终端的信息传输；远程监控交互终端通过爆炸超压信息，得到相应的传感器节点与爆心的距离，并根据三个以上的传感器节点与爆心的距离和相应的传感器节点的位置信息，通过节点定位计算方法计算得到爆心的位置。