CN104486030A - 一种火箭弹共线装定通信系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火箭弹共线装定通信系统，该系统包括：地面装定通信模块和弹载装定通信模块，地面装定通信模块和弹载装定通信模块均包括传输层单元、数据链路层单元和物理层单元，其中：传输层单元用于进行数据传输和数据控制，并将待传输数据分为若干数据报文，每一份数据报文包括报文命令和报文数据；数据链路层单元用于将接收到的每份数据报文封装成数据帧；物理层单元用于对于接收到的数据帧进行编码和调制或者解码和解调。本发明同时还公开了一种火箭弹共线装定通信方法。本发明为火箭弹智能化改造中的信息装定提供了合理的通信系统和方法，为大幅提高火箭弹的作战能力提供了一定保障。

Description

一种火箭弹共线装定通信系统和方法

技术领域

本发明涉及信息共线装定技术领域，具体涉及一种适用于火箭弹的共线装定通信系统及方法。

背景技术

近些年海湾战争、科索沃战争等实践证明，信息化战争有别于传统作战的模式，精确制导武器成为影响战争进程和结局的关键因素，其中以精确制导武器出现、特别是远程纵深精确打击武器的出现标志着战争已经进入了信息化战争时代。

然而，我国传统火箭弹都不具有精确制导武器设备的特点，作战效能低下，已经远远达不到现代战场的作战要求。目前火箭弹智能化改造是我国武器装备发展的热点。精确制导火箭弹需要在发射前进行信息装定，而传统火箭弹发射平台仅存在一条火箭弹发动机点火供电线路，为适应精确制导火箭弹的发展，需要对传统火箭弹发射平台进行改造，本发明提出了一种适用于火箭弹信息装定的共线装定通信系统及方法。

本发明具有简洁、灵活、可靠的优点，可以有效的满足传统火箭弹的智能化改造要求。

发明内容

本发明公开了一种适用于火箭弹共线装定的共线装定通信系统及方法。

根据本发明的一方面，提出一种火箭弹共线装定通信系统，该系统包括：地面装定通信模块和弹载装定通信模块，其中：

所述地面装定通信模块用于通过火箭弹发动机点火供电线路将火箭弹装定信息发送给每枚火箭弹，并同时接收火箭弹的状态反馈信息；

所述弹载装定通信模块用于通过火箭弹发动机点火供电线路接收火箭弹装定信息完成火箭弹的信息装定，并同时发送火箭弹的状态反馈信息；

所述地面装定通信模块和弹载装定通信模块均包括传输层单元、数据链路层单元和物理层单元，其中：

所述地面装定通信模块是火箭弹地面装定系统中的通信部分，其主要通过火箭弹发动机点火供电线路将火箭弹装定信息发送给每枚火箭弹，并同时接收火箭弹的状态反馈信息；

所述弹载装定通信模块是火箭弹弹上智能控制系统中的通信部分，其主要通过火箭弹发动机点火供电线路接收火箭弹装定信息完成火箭弹的信息装定，并同时发送火箭弹的状态反馈信息；

所述传输层单元用于进行数据传输和数据控制，并将待传输数据分为若干数据报文，每一份数据报文包括报文命令和报文数据；

所述数据链路层单元用于将接收到的每份数据报文封装成数据帧；

所述物理层单元用于对于待发送的数据帧进行编码和调制或者解码和解调。

根据本发明的另一方面，还提出一种火箭弹共线装定通信方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、对任意一枚未进行炮管编码的火箭弹上电；

步骤2、对上电的火箭弹进行炮管编码；

步骤3、在当前状态下，判断是否所有的火箭弹都已经完成炮管编码，若仍存在未进行炮管编码的火箭弹，则返回执行步骤1，否则，执行步骤4；

步骤4、对每一枚炮管编码成功的火箭弹的设备自检情况进行查询；

步骤5、向所有炮管编码成功的火箭弹进行GNSS星历数据广播；

步骤6、对每一枚炮管编码成功的火箭弹发送目标信息装定数据；

步骤7、对每一枚炮管编码成功的火箭弹发送火箭弹发射命令。

本发明为火箭弹智能化改造中的信息装定提供了合理的通信方法，为大幅提高火箭弹的作战能力提供了一定保障。

附图说明

图1示出了火箭弹共线装定通信系统的结构示意图；

图2示出了火箭弹共线装定通信系统的数据帧格式；

图3示出了火箭弹共线装定通信系统中发送时隙数据标准帧格式；

图4示出了火箭弹共线装定通信系统中发送时隙数据帧格式；

图5示出了火箭弹共线装定通信系统中反馈时隙数据标准帧格式；

图6示出了火箭弹共线装定通信系统中反馈时隙数据帧格式；

图7示出了火箭弹共线装定通信方法的流程图；

图8示出了火箭弹共线装定通信方法的炮管编码流程图；

图9示出了火箭弹共线装定通信方法的炮管编码帧格式；

图10示出了火箭弹共线装定通信方法的单管查询流程图；

图11示出了火箭弹共线装定通信方法的单管查询帧格式；

图12示出了火箭弹共线装定通信方法的数据广播流程图；

图13示出了火箭弹共线装定通信方法的数据广播帧格式；

图14示出了火箭弹共线装定通信方法的单管通信流程图；

图15示出了火箭弹共线装定通信方法的单管通信帧格式。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

根据本发明的一方面，提出一种火箭弹共线装定通信系统，如图1所示，所述火箭弹共线装定通信系统包括：地面装定通信模块和弹载装定通信模块，其中：

所述地面装定通信模块是火箭弹地面装定系统中的通信部分，其主要通过火箭弹发动机点火供电线路将火箭弹装定信息发送给每枚火箭弹，并同时接收火箭弹的状态反馈信息；

所述弹载装定通信模块是火箭弹弹上智能控制系统中的通信部分，其主要通过火箭弹发动机点火供电线路接收火箭弹装定信息完成火箭弹的信息装定，并同时发送火箭弹的状态反馈信息；所述地面装定通信模块和弹载装定通信模块均包括传输层单元、数据链路层单元和物理层单元，其中：

所述传输层单元提供了端到端的数据交换机制，主要负责总体的数据传输和数据控制，并将所述火箭弹共线装定通信系统要求传输的数据分成若干数据报文，每一份数据报文主要由报文命令、报文数据两部分组成；

其中，所述报文命令包括：炮管编码、单管通信、单管查询、数据广播四条命令。

所述数据链路层单元为该层用户提供可靠的数据传送基本服务，将接收到的每一份数据报文封装成数据帧，完整的数据帧格式如图2所示，其中，完整的数据帧格式由发送时隙和反馈时隙组成，每个时隙占据5.22ms的时间长度；所述发送时隙和反馈时隙的帧格式由前导时钟(12bits)、数据帧同步(4bits)、帧命令(4bits)、帧状态(4bits)、帧数据(17bytes)、帧校验(8bits)、帧尾(8bits)等七部分组成；

其中，所述帧命令包括：编码、激活、查询、数据头、数据、数据尾、空数据等七条命令字；所述帧状态包括：编码状态正常、激活状态正常、查询状态正常、状态正常、状态错误、空状态等六条状态字；所述发送时隙数据标准帧格式如图3所示，反馈时隙数据标准帧格式如图5所示。

所述物理层单元用于对于接收到的、待发送的数据帧进行编码和调制或者解码和解调，在本发明一实施例中，采用曼彻斯特编码以及高频载波调制方式。

根据本发明的另一方面，还提出一种火箭弹共线装定通信方法，在本发明一具体实施例中，可通过向共线装定通信系统中的传输层发送数据命令来完成对火箭弹的信息装定，如图7所示，所述火箭弹共线装定通信方法包括以下步骤：

步骤1、对任意一枚未进行炮管编码的火箭弹上电；

步骤2、对上电的火箭弹进行炮管编码；

其中，所述步骤1和步骤2中的火箭弹先上电再编码的原因在于：火箭弹的信息传输组成了一个总线型的数据传输网络，该网络的特点是采用一条单根的通信线路作为公共的传输通道，所有的结点都通过相应的接口直接连接在公共的传输通道上进行数据传输。总线型数据传输网络使用广播式数据传输技术，当数据在总线上传播时，所有的数据结点都可以接收到数据。各结点在接收到数据后，通过分析目的地址是否与自身地址相一致来判断是否为有效数据。通过所述总线型数据传输网络的特征，所述火箭弹信息传输网络进行有效数据传输的必要条件是：每一枚火箭弹都必须具有唯一的身份ID。所述火箭弹信息传输网络中的火箭弹身份ID需要满足：已上电的火箭弹都具有唯一的身份ID，未上电的火箭弹都不具有身份ID，火箭弹上电后，一旦具有了唯一的身份ID后，就不会再接受其他的任何身份ID。

如图8所示，所述步骤2进一步包括以下步骤：

步骤21、发送炮管编码数据帧；

步骤22、接收炮管编码反馈数据帧，并判断炮管编码是否正确，若编码正确，完成编码，否则执行步骤23；

步骤23、判断错误是否超时，若未超时，重新执行步骤21，否则执行步骤24；

步骤24、停止炮管编码。

其中，所述步骤21中的炮管编码的数据帧格式，如图4(a)所示；

其中，所述步骤22中的炮管编码正确的反馈数据帧格式，如图6(a)所示，炮管编码错误的反馈数据帧格式，如图6(h)所示；

其中，所述步骤21和步骤22中的炮管编码正确的发送与反馈数据帧格式，如图9(A)所示，炮管编码错误的发送与反馈数据帧格式，如图9(B)所示；

步骤3、在当前状态下，判断是否所有的火箭弹都已经完成炮管编码，若仍存在未进行炮管编码的火箭弹，则返回执行步骤1，否则，执行步骤4；

步骤4、对每一枚炮管编码成功的火箭弹的设备自检情况进行查询；

如图10所示，所述步骤4进一步包括以下步骤：

步骤41、发送单管查询命令帧；

步骤42、接收单管查询命令反馈帧，若单管查询成功，则执行步骤43，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则重新执行步骤41；

步骤43、接收单管查询数据(数据头)，若接收状态正常，则发送状态正常帧并执行步骤44，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则发送错误状态帧并重新执行步骤43；

步骤44、接收单管查询数据(数据)，若接收状态正常，则发送状态正常帧并执行步骤45，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则发送错误状态帧并重新执行步骤44；

步骤45、接收单管查询数据(数据尾)，若接收状态正常，则发送状态正常帧，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则发送错误状态帧并重新执行步骤45。

其中，所述步骤41中单管查询命令的数据帧格式，如图4(b)所示；

其中，所述步骤42中单管查询成功的反馈数据帧格式，如图6(b)所示，错误状态反馈命令的数据帧格式，如图6(h)所示；

其中，所述步骤43中接收的数据头命令的数据帧格式，如图6(c)所示，发送的正常状态命令的数据帧格式，如图4(h)所示，发送的错误状态命令的数据帧格式，如图4(i)所示；

其中，所述步骤44中接收的数据命令的数据帧格式，如图6(d)所示，发送的正常状态命令的数据帧格式，如图4(h)所示，发送的错误状态命令的数据帧格式，如图4(i)所示；

其中，所述步骤45接收的数据尾命令的数据帧格式，如图6(e)所示，发送的正常状态命令的数据帧格式，如图4(h)所示，发送的错误状态命令的数据帧格式，如图4(i)所示；

其中，所述步骤42中的单管查询命令成功的发送与反馈数据帧格式，如图11(A)所示，单管查询命令失败的发送与反馈数据帧格式，如图11(B)所示；

其中，所述步骤43中的接收单管查询数据头命令成功的发送与反馈数据帧格式，如图11(C)所示，接收单管查询数据头失败的发送与反馈数据帧格式，如图11(D)所示；

其中，所述步骤44中的接收单管查询数据命令成功的发送与反馈数据帧格式，如图11(E)所示，接收单管查询数据命令失败的发送与反馈数据帧格式，如图11(F)所示；

其中，所述步骤45中的接收单管查询数据尾命令成功的发送与反馈数据帧格式，如图11(G)所示，接收单管查询数据尾命令失败的发送与反馈数据帧格式，如图11(H)所示

步骤5、向所有炮管编码成功的火箭弹进行GNSS星历数据广播；

如图12所示，所述步骤5进一步包括以下步骤：

步骤51、发送数据广播激活命令；

步骤52、发送数据头命令；

步骤53、发送数据命令；

步骤54、发送数据尾命令。

其中，所述步骤51中的数据广播激活命令的数据帧格式，如图4(c)所示；

其中，所述步骤52中的数据广播数据头命令的数据帧格式，如图4(e)所示；

其中，所述步骤53中的数据广播数据命令的数据帧格式，如图4(f)所示；

其中，所述步骤54中的数据广播数据尾命令的数据帧格式，如图4(g)所示；

其中，所述步骤51中的数据广播激活命令的发送与反馈数据帧格式，如图13(A)所示；

其中，所述步骤52中的数据广播数据头命令的发送与反馈数据帧格式，如图13(B)所示；

其中，所述步骤53中的数据广播数据命令的发送与反馈数据帧格式，如图13(C)所示；

其中，所述步骤54中的数据广播数据尾命令的发送与反馈数据帧格式，如图13(D)所示；

步骤6、对每一枚炮管编码成功的火箭弹发送目标信息装定数据；

如图14所示，所述步骤6进一步包括以下步骤：

步骤61、发送单管激活命令；

步骤62、接收单管激活反馈命令，若单管激活成功，则执行步骤63，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则重新执行步骤61；

步骤63、发送单管数据头命令；

步骤64、接收单管数据头反馈命令，若单管数据头成功，则执行步骤65，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则重新执行步骤61；

步骤65、发送单管数据命令；

步骤66、接收单管数据反馈命令，若单管数据成功，则执行步骤67，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则重新执行步骤65；

步骤67、发送单管数据尾命令；

步骤68、接收单管数据尾命令，若单管数据尾成功，则单管通信成功，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则重新执行步骤67。

其中，所述步骤61中的单管激活命令的数据帧格式，如图4(d)所示；

其中，所述步骤62中的单管激活成功反馈命令的数据帧格式，如图6(f)所示，单管激活错误反馈命令的数据帧格式，如图6(h)所示；

其中，所述步骤63中的单管数据头命令的数据帧格式，如图4(e)所示；

其中，所述步骤64中的单管数据头成功反馈命令的数据帧格式，如图6(g)所示，单管数据头错误反馈命令的数据帧格式，如图6(h)所示；

其中，所述步骤65中的单管数据命令的数据帧格式，如图4(f)所示；

其中，所述步骤66中的单管数据成功反馈命令的数据帧格式，如图6(g)所示，单管数据错误反馈命令的数据帧格式，如图6(h)所示；

其中，所述步骤67中的单管数据尾命令的数据帧格式，如图4(g)所示；

其中，所述步骤68中的单管数据尾成功反馈命令的数据帧格式，如图6(g)所示，单管数据尾错误反馈命令的数据帧格式，如图6(h)所示；

其中，所述步骤61和步骤62中的单管激活成功的发送与反馈数据帧格式，如图15(A)所示，单管激活错误的发送与反馈数据帧格式，如图15(B)所示；

其中，所述步骤63和步骤64中的单管数据头成功的发送与反馈数据帧格式，如图15(C)所示，单管数据头错误的发送与反馈数据帧格式，如图15(D)所示；

其中，所述步骤65和步骤66中的单管数据成功的发送与反馈数据帧格式，如图15(E)所示，单管数据错误的发送与反馈数据帧格式，如图15(F)所示；

其中，所述步骤67和步骤68中的单管数据尾成功的发送与反馈数据帧格式，如图15(G)所示，单管数据尾错误的发送与反馈数据帧格式，如图15(H)所示。

步骤7、对每一枚炮管编码成功的火箭弹发送火箭弹发射命令。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种火箭弹共线装定通信系统，其特征在于，该系统包括：地面装定通信模块和弹载装定通信模块，其中：

所述地面装定通信模块用于通过火箭弹发动机点火供电线路将火箭弹装定信息发送给每枚火箭弹，并同时接收火箭弹的状态反馈信息；

所述弹载装定通信模块用于通过火箭弹发动机点火供电线路接收火箭弹装定信息完成火箭弹的信息装定，并同时发送火箭弹的状态反馈信息；

所述地面装定通信模块和弹载装定通信模块均包括传输层单元、数据链路层单元和物理层单元，其中：

所述传输层单元用于进行数据传输和数据控制，并将待传输数据分为若干数据报文发送至所述数据链路层单元，并接收所述数据链路层单元发送的反馈数据报文，其中，每一份数据报文包括报文命令和报文数据；

所述数据链路层单元用于将接收到的每份数据报文封装成数据帧发送至所述物理层单元，并将从所述物理层单元接收到的反馈数据帧解封装为数据报文发送给所述传输层单元；

所述物理层单元用于对于将待发送的数据帧进行编码、调制和发送，并对于接收到的反馈数据帧进行解码和解调，之后发送给所述数据链路层单元。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述报文命令包括：炮管编码、单管通信、单管查询和数据广播。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据帧包括发送时隙和反馈时隙，每个时隙占据5.22ms的时间长度。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述发送时隙和反馈时隙的帧格式均包括前导时钟、数据帧同步、帧命令、帧状态、帧数据、帧校验和帧尾。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物理层单元采用曼彻斯特编码以及高频载波调制。

6.一种火箭弹共线装定通信方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、对任意一枚未进行炮管编码的火箭弹上电；

步骤2、对上电的火箭弹进行炮管编码；

步骤3、在当前状态下，判断是否所有的火箭弹都已经完成炮管编码，若仍存在未进行炮管编码的火箭弹，则返回执行步骤1，否则，执行步骤4；

步骤4、对每一枚炮管编码成功的火箭弹的设备自检情况进行查询；

步骤5、向所有炮管编码成功的火箭弹进行GNSS星历数据广播；

步骤6、对每一枚炮管编码成功的火箭弹发送目标信息装定数据；

步骤7、对每一枚炮管编码成功的火箭弹发送火箭弹发射命令。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括以下步骤：

步骤21、发送炮管编码数据帧；

步骤22、接收炮管编码反馈数据帧，并判断炮管编码是否正确，若编码正确，完成编码，否则执行步骤23；

步骤23、判断错误是否超时，若未超时，重新执行步骤21，否则执行步骤24；

步骤24、停止炮管编码。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤4进一步包括以下步骤：

步骤41、发送单管查询命令帧；

步骤42、接收单管查询命令反馈帧，若单管查询成功，则执行步骤43，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则重新执行步骤41；

步骤43、接收单管查询数据头，若接收状态正常，则发送状态正常帧并执行步骤44，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则发送错误状态帧并重新执行步骤43；

步骤44、接收单管查询数据，若接收状态正常，则发送状态正常帧并执行步骤45，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则发送错误状态帧并重新执行步骤44；

步骤45、接收单管查询数据尾，若接收状态正常，则发送状态正常帧，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则发送错误状态帧并重新执行步骤45。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤5进一步包括以下步骤：

步骤51、发送数据广播激活命令；

步骤52、发送数据头命令；

步骤53、发送数据命令；

步骤54、发送数据尾命令。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤6进一步包括以下步骤：

步骤61、发送单管激活命令；

步骤62、接收单管激活反馈命令，若单管激活成功，则执行步骤63，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则重新执行步骤61；

步骤63、发送单管数据头命令；

步骤64、接收单管数据头反馈命令，若单管数据头成功，则执行步骤65，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则重新执行步骤61；

步骤65、发送单管数据命令；

步骤66、接收单管数据反馈命令，若单管数据成功，则执行步骤67，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则重新执行步骤65；

步骤67、发送单管数据尾命令；

步骤68、接收单管数据尾命令，若单管数据尾成功，则单管通信成功，否则进一步判断错误是否超时，若超时，则通信结束，否则重新执行步骤67。