[发明专利]一种航天器遭受空间碎片撞击的定位系统及定位方法

摘要

一种航天器遭受空间碎片撞击的定位系统与定位方法，定位系统包括面内剪切波压电传感器(1)、数据传输线(2)、电荷放大器(3)和数据处理单元(4)。面内剪切波压电传感器(1)胶接固定在航天器结构(5)的内表面，多个面内剪切波压电传感器(1)组成传感器阵列，经数据传输线(2)与电荷放大器(3)连接，电荷放大器(3)经数据传输线(2)与数据处理单元(4)连接。撞击发生后，数据处理单元(4)实时采集面内剪切波压电传感器(1)的数据，定位系统通过面内剪切波SH0波和四点几何定位方法进行空间碎片的撞击定位，可实现撞击位置的高精度定位。

主权项

1.一种航天器遭受空间碎片撞击的定位系统，其特征在于：包括面内剪切波压电传感器(1)、电荷放大器(3)和数据处理单元(4)，其中面内剪切波压电传感器(1)固定在航天器结构(5)的内表面，多个面内剪切波压电传感器(1)组成传感器阵列，电荷放大器(3)将各个面内剪切波压电传感器(1)获取的信号进行放大后送至数据处理单元(4)；所述的数据处理单元(4)根据各个面内剪切波压电传感器(1)采集信号最高峰值出现时刻的先后顺序，将面内剪切波压电传感器(1)位置进行临时编号，并将前四个面内剪切波压电传感器(1)位置分别记为A、B、C、D，将四处采集到的信号最大峰值出现的时刻分别记为tA、tB、tC、tD；然后以位置B为中心，以rB＝v×(tB‑tA)为半径作圆，其中v为面内剪切波波速，以位置C为中心，以rC＝v×(tC‑tA)为半径作圆，以位置D为中心，以rD＝v×(tD‑tA)为半径作圆，然后作三个圆的最小半径公切圆，圆心位置记为O；若距离|OA‑v×tA|≤δ，δ为可允许的定位误差，则判定O为撞击定位结果；否则根据各个面内剪切波压电传感器(1)采集到的第二峰值出现的先后顺序，将面内剪切波压电传感器(1)位置进行临时编号，重新将前四个面内剪切波压电传感器(1)位置记为A、B、C、D后重新画圆并继续判断，每重复编号画圆定位一次，若定位不成功，则顺序使用更小的峰值进行下一次判断，直至满足距离|OA‑v×tA|≤δ后将位置O作为撞击定位结果。