[发明专利]一种高空气球安全控制和定位回收装置及方法

说明书

本发明实施例提供一种高空气球安全控制和定位回收装置及方法，其中，高空气球安全控制和定位回收装置，包括：供电单元、切割单元、卫星信息接收和发送单元、定位信息采集单元和控制单元。通过设置独立的卫星通信链路，实现与地面卫星管理站的信息交互，实现高空气球数据信息的实时获取和命令信息的上传，位于地面的控制人员能够实时检测高空气球飞行状态并自主控制球体与吊舱的切割分离，能够通过吊舱在落地后实时回传吊舱定位信息确定吊舱的位置，以便与对吊舱进行回收。

技术领域

本发明涉及无动力浮空器技术领域，尤其涉及一种高空气球安全控制和定位回收装置及方法。

背景技术

高空气球又称高空科学气球，是指在平流层飞行的无动力浮空器，是开展高空科学观测或实验及高空极限探险的一种运载工具。近些年来，随着材料、测控等技术的发展，高空气球探测在基础学科、航天、环境等领域发挥着越来越大的作用，被广泛应用于各种科学研究。

现有技术中高空气球在飞行时，采用视距链路作为主份通信链路，飞行结束时发送切割器切割指令，分离球体和吊舱，吊舱在降落伞的减速下，降落至地面。由于高空气球飞行高度较高，一次试验飞行距离较远，视距链路由于作用距离有限和周围山体地面设施遮挡，会在吊舱落地前1-5km时链路丢失，吊舱位置数据无法回传，导致吊舱回收困难。考虑到视距链路可能出现中断故障的问题，增加定时钟作为备份切割设备。在高空气球发放前设置计时时间，高空气球放飞后，定时钟到达计时时间后，激活切割器，分离球体和吊舱。但由于定时钟设置好时间后，不重新启动，计时时间无法延长或缩短，高空气球的飞行时长无法人工控制，并且使用的电子定时钟，抗冲击为10g加速度，大于阈值会有误动风险。

因此，如何提供一种高空气球安全控制和定位回收装置及方法，使其能够实现位于地面的控制人员自主控制球体与吊舱的切割分离，在吊舱落地后实时回传吊舱定位信息以便吊舱回收，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种高空气球安全控制和定位回收装置及方法。

第一方面，本发明实施例提供一种高空气球安全控制和定位回收装置，包括：供电单元、切割单元、卫星信息接收和发送单元、定位信息采集单元和控制单元；

所述供电单元用于向切割单元、卫星信息接收和发送单元、定位信息采集单元和控制单元供电，并接收控制单元发送的切割供电指令；

所述切割单元与控制单元连接，在供电单元供电后，完成对高空气球连接绳缆的切割，并向控制单元反馈切割信息；

所述卫星信息接收和发送单元与控制单元连接，用于接收地面卫星管理站的控制指令并发送给控制单元，以及将接收到的由控制单元发送的信息传达给地面卫星管理站；

所述定位信息采集单元与控制单元连接，用于获取高空气球的定位信息，并将所述定位信息发送给控制单元。

可选的，所述高空气球安全控制和定位回收装置，

所述供电单元，包括设备锂电池和切割锂电池；

所述设备锂电池用于向卫星信息接收和发送单元、定位信息采集单元和控制单元供电；

切割锂电池用于在接收控制单元发送的切割供电指令后，向切割单元供电。

可选的，所述高空气球安全控制和定位回收装置，

所述切割单元，包括继电器和切割器；

所述切割单元在供电单元供电后，继电器打开，电流流向切割器，激发火药爆炸，完成对所述高空气球连接绳缆的切割，并向控制单元反馈切割信息。

可选的，所述高空气球安全控制和定位回收装置，

所述卫星信息接收和发送单元，包括铱星模块；