[发明专利]火箭整流罩残骸定位跟踪系统

权利要求书

1.一种火箭整流罩残骸定位跟踪系统，包括：地面部署的至少4个机动式地面雷达站，其中1个地面雷达主站，至少3个副站，与机动式地面雷达站进行通信的无人机，安装在火箭整流罩里的测距信号发射装置，其特征在于：无人机通过其GNSS接受机获得自身的位置信息，各个机动式地面雷达站通过北斗/GNSS共视接收机测得自身的位置信息，并实现站间时间同步和接收信号发射装置对外发出的测距信号，计算接收到的测距信号，得到火箭整流罩残骸与地面站的距离；每个副站将自身的位置信息及测得的自身与整流罩残骸的伪距信息，通过短波电台上报到地面雷达主站，主站采用定位算法解算，根据各站的位置和测得的伪距解算出信号发射装置的位置坐标，将该位置坐标信息发送到无人机；无人机将接收到的火箭整流罩残骸的位置信息与自身的位置信息进行计算，解算出探测器到火箭整流罩残骸的方位角与俯仰角，并传输到云台进行角度控制，使探测器能实时追踪到火箭整流罩残骸；无人机介入整流罩残骸掉落的末段进行目标锁定与跟踪，将图像数据实时回传到地面雷达主站，主站基于图像信息目标识别和地形匹配算法解算，确定整流罩残骸的最终掉落点。

2.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：机动式地面雷达站接收测距信号发射装置的信号，根据测距信号发射装置与地面站的时钟钟差Δt、整流罩残骸的位置坐标(x，y，z)和各地面站i＝1～n的位置坐标x_i，y_i，z_i，测得的伪距ρ_i，并分别根据解算出的接收时间T乘以光速C，得到各移动地面站与整流罩残骸的伪距；

根据方程中有四个未知数(x、y、z、Δt)，利用四个地面站的测量数据，得到火箭整流罩残骸的位置坐标。

3.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：整流罩在下降末段，无人机介入，对整流罩残骸掉落的末段进行目标锁定与跟踪，并将图像数据回传至机动式地面雷达站主站，主站基于目标识别和地形匹配定位算法，对图像信息进行解算，解算出火箭整流罩残骸的掉落点位置。

4.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：将通过大地测量、航空摄影、卫星摄影方法获得的地形位置、高度数据的地形数据制作成数字化地图，根据数字地图把实际的地形图分成若干个小方块并进行网络划分，按照经纬度方向划分成包含了x，y两个坐标等间隔网格，并且网格的位置包含了x，y两个坐标，网格中的数字表示这一格中的地面高度的平均值，形成表示了x，y，z三维坐标的网络，将各种数字和每个数字对应的x，y坐标构成的数字地图存储在飞行器的计算机中。

5.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：从数字地图中提取出一组数据进行地形匹配，组成地形匹配用的地形轮廓，利用地形匹配定位算法，将火箭整流罩残骸下落到地面静止时刻的火箭整流罩残骸在图像对应的地形位置与存储在计算机中的数字地图进行匹配，提取出对应的网格参数，得到火箭整流罩残骸的三维坐标。

6.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：信号发射装置包括：带有电源的信标机，通过高频电缆相连的两副180°信标机全向发射天线，标机全向发射天线采用两个极化方式不一样的天线对外发出测距信号，若两个天线分别为左旋圆极化及右旋圆极化天线，则相应的每个机动式地面雷达站接收天线需要两个：左旋圆极化及右旋圆极化天线。

7.如权利要求1所述的火箭整流罩残骸定位跟踪系统，其特征在于：在火箭发射时，信标机电源开关感应到箭体的加速度，开启锂电池开关，信标机开始工作，信标机通过软件无线电实现发射信号，基于现场可编程逻辑门阵列FPGA产生连续波扩频调制信号，经变频器上变频后，发射天线选择连续波体制向地面站发射信号。