CN104422351B - 一种基于雷达信息的人影火箭和人影高炮协同控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于雷达信息的人影火箭和人影高炮协同控制系统，通过利用现有技术中的催化降雨系统中的指挥控制工控机来控制增加火箭弹发射系统和高射炮发射系统，并引入气象雷达来为火箭弹发射系统和高射炮发射系统提供弹道解算依据，实现了对火箭弹发射系统和高射炮发射系统的自动控制，解决了现有技术中通过工作人员人工控制火箭弹和高射炮的发射需要耗费较多的人力资源的问题。

Description

一种基于雷达信息的人影火箭和人影高炮协同控制系统

技术领域

本发明涉及人工影响天气作业技术领域，尤其涉及一种基于雷达信息的人影火箭和人影高炮协同控制系统。

背景技术

目前，人工影响天气的手段是多种多样的。以人工催化降雨为例，目前常见的催化作业方式为：1、采用人工点燃的方式在地面燃烧碘化银，并利用大气上升气流进行催化；2、利用有人增雨飞机即有人驾驶的飞机实施碘化银焰条燃烧播撒进行催化的方式等。

现有技术中的上述第2种催化作业方式存在的缺陷在于：有人增雨飞机往往飞行在高空中，如遇恶劣天气，高空中由于恶劣天气而产生的杂乱电磁波可能会导致有人增雨飞机上的飞机控制信号收发器难以成功接收地面站子系统所发送的催雨通知消息，从而很可能导致错失最佳催雨时机。

为了避免上述缺陷，有技术提出采用高射炮或火箭弹来携带增雨催化剂。通过从地面将携带有增雨催化剂的火箭弹或高射炮发射到指定区域进行催化降雨，可以利用地面上设置的催化降雨设备对上述第2种催化作业方式进行有效补充，填补飞机控制信号收发器难以成功接收地面站子系统所发送的催雨通知消息而造成错失最佳催雨时机这一漏洞，从而提高催化降雨作业的成功率，避免错失最佳催雨时机。

然而，现有技术中的对于火箭弹和高射炮的发射控制均是通过工作人员人工手动实现的，自动化程度较低，且需要耗费较多的人力资源。

发明内容

本发明实施例提供一种基于雷达信息的人影火箭和人影高炮协同控制系统，用以解决现有技术中通过工作人员人工控制火箭弹和高射炮的发射需要耗费较多的人力资源的问题。

本发明实施例采用以下技术方案：

一种基于雷达信息的人影火箭和人影高炮协同控制系统，包括：

发送探测区域位置信息和催雨指令的指挥控制工控机；

根据探测区域位置信息对待催化的目标云层进行跟踪并输出跟踪结果的气象雷达；

火箭弹发射系统和高射炮发射系统；所述火箭弹发射系统发射的火箭弹和所述高射炮发射系统发射的高射炮中均填充有增雨催化剂；

其中，所述气象雷达包括：

对所述指挥控制工控机发送的所述探测区域位置信息进行接收、并对根据所述探测区域位置信息而对处于探测区域的所述待催化的目标云层进行跟踪得到的跟踪结果进行发送的雷达信号收发器；

根据所述探测区域位置信息对处于探测区域的所述待催化的目标云层进行跟踪，并将跟踪结果输出到雷达信号收发器的目标跟踪仪；

所述火箭弹发射系统包括：

火箭弹发射设备、接收所述指挥控制工控机发送的催雨指令和所述雷达信号收发器发送的跟踪结果的火箭弹作业控制信号收发器，以及根据所述跟踪结果控制火箭弹发射设备发射火箭弹的处理器；

所述高射炮发射系统包括：

高射炮发射设备、接收所述指挥控制工控机发送的催雨指令和所述雷达信号收发器发送的跟踪结果的高射炮作业控制信号收发器，以及根据所述跟踪结果控制高射炮发射设备发射高射炮的处理器。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明实施例提供的上述基于雷达信息的人影火箭弹和高射炮协同控制系统通过利用现有技术中的催化降雨系统中的指挥控制工控机来控制增加火箭弹发射系统和高射炮发射系统，并引入气象雷达来为火箭弹发射系统和高射炮发射系统提供弹道解算依据，实现了对火箭弹发射系统和高射炮发射系统的自动控制，解决了现有技术中通过工作人员人工控制火箭弹和高射炮的发射需要耗费较多的人力资源的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于雷达信息的人影火箭和人影高炮协同控制系统的具体结构示意图。

具体实施方式

现有技术中，实现第2种催化作业方式的催化降雨系统可以包括4个部分，分别为气象探测子系统、指挥控制工控机（其往往为包含中央处理器的芯片或电脑或电路板，也称指挥控制中心设备）、地面站工控机（其往往为包含中央处理器的芯片或电脑或电路板，也称地面站子系统）以及安装有飞机控制信号收发器、气象环境数据采集器（一般为各种传感器，例如温度传感器、湿度传感器等等）、增雨催化剂播撒设备及控制增雨催化剂播撒设备对增雨催化剂进行处理的控制设备的有人增雨飞机。

气象探测子系统一般包括卫星和/或气象探测辐射仪。该气象探测子系统的功能在于采集遥感气象数据并提供给指挥控制中心设备。视实际中的不同需求，用于采集遥感气象数据的设备可以是卫星和气象探测辐射仪中的一个或多个。

指挥控制中心设备主要用于：获得气象探测子系统提供的遥感气象数据，并根据遥感气象数据确定出有人增雨飞机的探测区域位置信息后，发送探测区域位置信息；以及接收地面站子系统发送的气象环境数据，判断是否能在探测区域进行催雨作业；并在判断结果为是时，发送催雨指令；

地面站子系统主要用于：接收指挥控制中心设备发送的探测区域位置信息；并根据探测区域位置信息，确定并向有人增雨飞机发送飞行路径信息；将有人增雨飞机发送的气象环境数据发送给指挥控制中心设备；并将指挥控制中心设备发送的催雨指令发送给有人增雨飞机。

此外，现有技术中的火箭弹发射系统主要包括：火箭弹发射控制器、处理器和火箭弹发射器。其中，火箭弹发射控制器用于通过自身的信息传输接口，接收工作人员手动输入的火箭弹发射指令和目标位置信息，并在接收到该火箭弹发射指令后向处理器发送目标位置信息；处理器用于接收到目标位置信息后，根据目标位置信息进行弹道解算，根据弹道解算结果调整火箭弹发射器的发射倾角后，向火箭弹发射器发送点火指令；火箭弹发射器用于安装火箭弹，并用于在接收到点火指令后，点燃火箭弹引线从而实现火箭弹发射。其中，火箭弹发射控制器可以是控制电路、包含CPU的芯片或电脑等；处理器可以是控制电路、包含CPU的芯片或电脑等；而火箭弹发射器则往往包括火箭弹安装架、控制电路（也可以是包含CPU的芯片或电脑等）和点火器等。

类似地，现有技术中的高射炮发射系统主要包括：高射炮发射控制器、处理器和高射炮发射器。其中，高射炮发射控制器用于通过自身的信息传输接口，接收工作人员手动输入的高射炮发射指令和目标位置信息，并在接收到该高射炮发射指令后向处理器发送目标位置信息；处理器用于接收到目标位置信息后，根据目标位置信息进行弹道解算，根据弹道解算结果调整高射炮发射器的发射倾角后，向高射炮发射器发送点火指令；高射炮发射器用于安装高射炮，并用于在接收到点火指令后，点燃高射炮引线从而实现高射炮发射。其中，高射炮发射控制器可以是控制电路、包含CPU的芯片或电脑等；处理器可以是控制电路、包含CPU的芯片或电脑等；而高射炮发射器则往往包括高射炮安装架、控制电路（也可以是包含CPU的芯片或电脑等）和点火器等。

在现有技术中，火箭弹发射控制器可以接收来自控制设备的触发信号，并以该触发信号作为火箭弹发射指令而向相应的处理器发送点火指令；类似地，高射炮发射控制器也可以接收来自控制设备的触发信号，并以该触发信号作为高射炮发射指令而向相应的处理器发送点火指令。

进一步地，现有技术中的气象雷达是一种既具备采集遥感气象数据并进行发送的这一气象探测功能，也具备对目标进行跟踪并输出跟踪结果（一般为目标的坐标信息）的目标跟踪功能的雷达。对应于这两种功能，其既可以接收来自雷达控制中心的设备所发出的遥感气象数据采集指令，也可以接收该设备所发出的目标跟踪指令（该指令中可以包含待跟踪目标当前所在位置的信息）。一般地，气象雷达可以利用其包含的雷达信号收发器来实现各种信号的收发；并利用其包含的目标跟踪仪，来实现对待跟踪目标的跟踪并将跟踪结果输出到雷达信号收发器。其中，目标跟踪仪可以是具备CPU的芯片或工控机等硬件设备。现有技术中的气象雷达与普通的有源或无源雷达类似，已经可以实现对待跟踪目标的准确跟踪并输出跟踪结果。

基于现有技术中的催化降雨系统中的指挥控制工控机可以输出催化指令的功能，以及火箭弹发射系统、高射炮发射系统和气象雷达的上述功能，本发明实施例考虑可以利用指挥控制工控机来协同控制火箭弹发射系统和高射炮发射系统。进一步地，本发明实施例还考虑引入气象雷达对于待催化降雨的目标云层的跟踪结果作为从高射炮发射器和火箭弹发射器的信息传输接口输入的目标位置信息，使得火箭弹发射系统和/或高射炮发射系统可以填补飞机控制信号收发器难以成功接收地面站子系统所发送的催雨通知消息而造成错失最佳催雨时机这一漏洞。

以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

具体而言，本发明实施例提供的一种基于雷达信息的人影火箭和人影高炮协同控制系统（以下简称协同控制系统）的具体结构示意图如图1所示，包括下述设备：

发送探测区域位置信息和催雨指令的指挥控制工控机11；

根据探测区域位置信息对待催化的目标云层进行跟踪并输出跟踪结果的气象雷达12；

火箭弹发射系统13和高射炮发射系统14。

以下具体说明本发明实施例提供的协同控制系统的各组成部分。

指挥控制工控机11：

其与现有技术中的催化降雨系统所包含的指挥控制工控机的功能相同，在此不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例中，若需要指挥控制工控机11输出多路指令，则可以简单的通过增加指挥控制工控机11的信号输出端口的个数等方式来实现。本发明实施例中，根据实际需求，指挥控制工控机11可以仅向火箭弹发射系统13发送催雨指令，也可以仅向高射炮发射系统14发送催雨指令。即指挥控制工控机11可以工作在不同控制模式下。在第一种控制模式下，指挥控制工控机11可以向火箭弹发射系统13发送催雨指令；在第二种控制模式下，指挥控制工控机11可以向高射炮发射系统14发送催雨指令；在第三种控制模式下，指挥控制工控机11可以同时向火箭弹发射系统13和高射炮发射系统14发送催雨指令。

气象雷达12，包括：

对指挥控制工控机11发送的探测区域位置信息进行接收、并对根据探测区域位置信息而对处于探测区域的待催化的目标云层进行跟踪得到的跟踪结果进行发送的雷达信号收发器；

根据探测区域位置信息对处于探测区域的待催化的目标云层进行跟踪，并将跟踪结果输出到雷达信号收发器的目标跟踪仪。

火箭弹发射系统13，包括：

火箭弹发射设备；

接收指挥控制工控机11发送的催雨指令和雷达信号收发器发送的跟踪结果的火箭弹作业控制信号收发器；

根据跟踪结果控制火箭弹发射设备发射火箭弹的处理器。

现有技术中的火箭弹发射系统与本发明实施例提供的该火箭弹发射系统13的区别是：火箭弹发射系统13中的火箭弹作业控制信号收发器所接收的信号的来源发生了变化，不再是由工作人员手动输入的，而是分别由指挥控制工控机11和雷达信号收发器发送的。

高射炮发射系统14，包括：

高射炮发射设备；

接收指挥控制工控机11发送的催雨指令和雷达信号收发器发送的跟踪结果的高射炮作业控制信号收发器；

根据跟踪结果控制高射炮发射设备发射高射炮的处理器。

现有技术中的高射炮发射系统与本发明实施例提供的该高射炮发射系统14的区别是：高射炮发射系统14中的高射炮作业控制信号收发器所接收的信号的来源发生了变化，不再是由工作人员手动输入的，而是分别由指挥控制工控机11和雷达信号收发器发送的。

本发明实施例中，所述的火箭弹和所述的高射炮中均填充有增雨催化剂。

本发明实施例中，不对火箭弹发射系统13和高射炮发射系统14的个数做限定。由于可以通过增加或扩展指挥控制工控机12和雷达信号收发器的信号输出端口等方式，使得指挥控制工控机12和雷达信号收发器输出多路信号，从而本发明实施例可以实现对多个火箭弹发射系统13和高射炮发射系统14的控制。

本发明实施例提供的上述一种基于雷达信息的人影火箭和人影高炮协同控制系统通过利用现有技术中的催化降雨系统中的指挥控制工控机来控制增加火箭弹发射系统和高射炮发射系统，并引入气象雷达来为火箭弹发射系统和高射炮发射系统提供弹道解算依据，实现了对火箭弹发射系统和高射炮发射系统的自动控制，解决了现有技术中通过工作人员人工控制火箭弹和高射炮的发射需要耗费较多的人力资源的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种基于雷达信息的人影火箭和人影高炮协同控制系统，其特征在于，包括：

发送探测区域位置信息和催雨指令的指挥控制工控机；

根据探测区域位置信息对待催化的目标云层进行跟踪并输出跟踪结果的气象雷达；

火箭弹发射系统和高射炮发射系统；所述火箭弹发射系统发射的火箭弹和所述高射炮发射系统发射的高射炮中均填充有增雨催化剂；

其中，所述气象雷达包括：

对所述指挥控制工控机发送的所述探测区域位置信息进行接收、并对根据所述探测区域位置信息而对处于探测区域的所述待催化的目标云层进行跟踪得到的跟踪结果进行发送的雷达信号收发器；

根据所述探测区域位置信息对处于探测区域的所述待催化的目标云层进行跟踪，并将跟踪结果输出到雷达信号收发器的目标跟踪仪；

所述火箭弹发射系统包括：

火箭弹发射设备、接收所述指挥控制工控机发送的催雨指令和所述雷达信号收发器发送的跟踪结果的火箭弹作业控制信号收发器，以及根据所述跟踪结果控制火箭弹发射设备发射火箭弹的处理器；

所述高射炮发射系统包括：

高射炮发射设备、接收所述指挥控制工控机发送的催雨指令和所述雷达信号收发器发送的跟踪结果的高射炮作业控制信号收发器，以及根据所述跟踪结果控制高射炮发射设备发射高射炮的处理器。