CN105334872A - 组合分布式低空安防激光防护系统及其安装方法 - Google Patents

组合分布式低空安防激光防护系统及其安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开组合分布式低空安防激光防护系统及其安装方法，该系统包括操作台、控制单元、跟踪转台、光学平台、热控单元和激光光源，所述操作台通过网线或光纤与控制单元连接，所述控制单元通过航空插头分别与跟踪转台、热控单元和激光光源连接，所述光学平台通过光纤与激光光源连接，所述热控单元通过快接水管与激光光源连接，该方法主要是首先将系统划分为若干个独立功能的单元模块，并将其分别安装于独立的箱体内，在布设区域内将各个独立的箱体分离布置，彼此之间实现连接，本发明的有益效果为：有单模块体积小、重量轻、地面压强小等特点，可有效解决布设区域运输通道狭窄、承载能力弱等问题，适合城市环境中激光低空安保防护系统的布设。

Description

组合分布式低空安防激光防护系统及其安装方法
技术领域
本发明涉及低空安保技术领域，具体涉及一种组合分布式低空安防激光防护系统及其安装方法。
背景技术
目前，应用于城市环境的低空安保用激光系统往往采用车载、集装箱装载模式，整套系统安装在车体内或集装箱内，布设时采用整体搬移或吊装模式：1车载装载模式：整套系统，包括控制模块、激光光源模块、跟瞄发射模块、告警模块与平台模块，均安装载车体内，通过载车进行整体运输，到达布设阵地后以车体为平台进行整体展开；2集装箱装载模式：整套系统，包括控制模块、激光光源模块、跟瞄发射模块、告警模块与平台模块，均安装载类似于集装箱的箱体内，通过整体吊装到运输车体内进行整体运输，到达后通过吊装安置于布设阵地，并以箱体为平台进行整体展开。
对于城市应用环境，低空安保用激光系统必须放置在制高点处，才能对低空飞行目标进行有效发现、跟踪和拦截，否则将受到城市建筑物、高大树木等复杂环境的视野遮挡，无法发现跟踪低空目标，失去低空防护能力。
现有车载式、集装箱式结构的体积、重量均较大，难易通过大型吊车、电梯或楼道搬运到达高层建筑的顶部；同时，高度集中的重量分布，很容易超过现有楼顶承载能力。因此，车载式、集装箱式的结构难以满足城市应用环境需要，使低空安保用激光系统使用能力受限或无法使用。
发明内容
本发明克服了现有技术中车载式、集装箱式的结构难以满足城市应用环境的需要，存在使低空安保用激光系统使用能力受限或无法使用的不足，提供一种可以使低空安保用激光系统形成完整的低空防护能力的组合分布式低空安防激光防护系统。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种组合分布式低空安防激光防护系统，它包括操作台、控制单元、跟踪转台、光学平台、热控单元和激光光源，所述操作台通过网线或光纤与控制单元连接，所述控制单元通过航空插头分别与跟踪转台、热控单元和激光光源连接，所述光学平台通过光纤与激光光源连接，所述热控单元通过快接水管与激光光源连接；所述操作平台为该系统的人机交互平台，用于进行现场或非现场环境控制；所述控制单元用于完成系统指挥控制、信息交互与数据管理；该单元主要由主控计算机、数据采集模块和传输模块组成，主要具备与各模块的通讯、信息交互、系统状态检测、指挥控制功能，该单元采取空间位置坐标实时绘制技术，可根据跟踪转台获取的目标方位，俯仰角度信息及测距信息，结合本地GPS位置信息，重构目标的地理坐标位置，并与内置的三维地图相结合，在操作界面上实时绘制目标的空间地图坐标；所述跟踪转台由测距装置、粗跟踪探测器、望远镜。精跟踪探测器、跟瞄发射机架组成，完成目标的快速捕获、跟踪、测距、瞄准并提供激光发射通道；所述光学平台与跟踪转台通过机械连接组件连接；所述热控单元用于对激光光源进行温度控制；所述激光光源主要由多路激光器、光束耦合组件构成；光束耦合组件采取紧凑化的多维、多自由度顶拉调节结构，可对任意光束进行上下、左右二维调节；采用循环水温控措施，实现对调节机构的温度调节，在大动态温度环境中保持系统的调节结构稳定，减小温度变化带来的结构形变；采用空间合成实现对多路激光的高效合成。
更进一步的技术方案是，还包括箱体，所述操作台、控制单元、跟踪转台、光学平台、热控单元和激光光源各自设置在一个箱体内，所述箱体为保温方舱板拼接形成的长方体结构，在所述箱体顶部安装有顶置空调，所述箱体内安装有温度传感器，所述温度传感器与顶置空调电连接，用于控制该顶置空调的启停。
更进一步的技术方案是，还包括支撑架，所述支撑架安装在光学平台的下方，所述支撑架为铝材焊接形成的矩形框架，在所述矩形框架内设有斜撑支杆。
更进一步的技术方案是，所述机械连接组件包括底座，所述底座上安装有机械连接件，所述机械连接件上侧和左侧分别安装有方向限位块，所述方向限位块对机械连接件进行锁死。
更进一步的技术方案是，所述连接光学平台与激光光源的光纤采用光学校准技术，进行光学精确对准。
本发明还提供一种组合分布式低空安防激光防护系统的安装方法，它包括首先将该组合分布式低空安防激光防护系统划分为若干个独立功能的单元模块，若干个独立功能的单元模块分别安装于独立的箱体内，然后在布设区域内将各个独立的箱体分离布置，彼此之间通过电缆、水管和光纤实现连接。
更进一步的技术方案是，将该组合分布式低空安防激光防护系统划分为六个独立功能的单元模块，所述六个独立功能的单元模块分别为操作台、控制单元、跟踪转台、光学平台、热控单元和激光光源，然后根据独立功能的单元模块尺寸和重量，将所述独立功能的单元模块采用独立或组合的方式安装于多个独立箱体内，所述箱体数量不小于三个。
更进一步的技术方案是，所述箱体的重量≤300Kg、宽度≤75cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明结合组合式设计和分布式安装两种理念，将该系统进行有机拆分，构成多个重量、体积有限的独立单元组件，通过小型搬运装备将单元组件运送至受限的布设区域，并在现场进行分布式布局，降低安装区域的表面承载压强，各个单元组件之间仅通过水、电、光的连接即可构成完整的激光低空安保防护系统，形成低空防护能力。
附图说明
图1为本发明一种实施例的组合分布式低空安防激光防护系统的结构示意图。
图2为本发明一种实施例的箱体的结构示意图。
图3为本发明一种实施例的机械连接组件的结构示意图。
其中，图中对应的附图标记名称为：
1操作台，2控制单元,3跟踪平台,4光学平台,5热控单元,6激光光源,7顶置空调,8温度传感器,9箱体,10系统单元安装位置,11底座,12机械连接件,13方向限位块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1-3所示的组合分布式低空安防激光防护系统，它包括操作台1、控制单元2、跟踪转台3、光学平台4、热控单元5和激光光源6，所述操作台1通过网线或光纤与控制单元2连接，所述控制单元2通过航空插头分别与跟踪转台3、热控单元5和激光光源6连接，所述光学平台4通过光纤与激光光源6连接，所述热控单元5通过快接水管与激光光源6连接；所述操作平台1为该系统的人机交互平台，用于进行现场或非现场环境控制；所述控制单元2用于完成系统指挥控制、信息交互与数据管理；该单元主要由主控计算机、数据采集模块和传输模块组成，主要具备与各模块的通讯、信息交互、系统状态检测、指挥控制功能，该单元采取空间位置坐标实时绘制技术，可根据跟踪转台3获取的目标方位，俯仰角度信息及测距信息，结合本地GPS位置信息，重构目标的地理坐标位置，并与内置的三维地图相结合，在操作界面上实时绘制目标的空间地图坐标；所述跟踪转台3由测距装置、粗跟踪探测器、望远镜。精跟踪探测器、跟瞄发射机架组成，完成目标的快速捕获、跟踪、测距、瞄准并提供激光发射通道；所述光学平台4与跟踪转台3通过机械连接组件连接；所述热控单元5用于对激光光源6进行温度控制；所述激光光源6主要由多路激光器、光束耦合组件构成；光束耦合组件采取紧凑化的多维、多自由度顶拉调节结构，可对任意光束进行上下、左右二维调节；采用循环水温控措施，实现对调节机构的温度调节，在大动态温度环境中保持系统的调节结构稳定，减小温度变化带来的结构形变；采用空间合成实现对多路激光的高效合成。该系统还还包括箱体，所述操作台1、控制单元2、跟踪转台3、光学平台4、热控单元5和激光光源6各自设置在一个箱体内，所述箱体为保温方舱板拼接形成的长方体结构，在所述箱体顶部安装有顶置空调7，所述箱体内安装有温度传感器8，所述温度传感器8与顶置空调7电连接，用于控制该顶置空调7的启停，该系统还包括支撑架，所述支撑架安装在光学平台4的下方，所述支撑架为铝材焊接形成的矩形框架，在所述矩形框架内设有斜撑支杆。
本实施例中为了克服现有低空安保用激光系统采用车载式、集装箱式结构由于体积、重量较大，难以通过大型吊车、电梯或楼道搬运到达高层建筑物的顶部以及上述结构高度集中，重量集中容易超过现有楼顶承载能力的不足，将低空安防激光防护系统分为操作台1、控制单元2、跟踪转台3、光学平台4、热控单元5和激光光源6等单元组成，为了将其搬运到高层建筑物的顶部，将上述操作台1、控制单元2、跟踪转台3、光学平台4、热控单元5和激光光源6各自放置在箱体内的系统单元安装位置10，即将该系统划分成了六个基本独立的单元模块，这样就可以很容易的将其运输到高层建筑的顶部，同时由于我国城市建筑物楼顶表面的承载能力为300Kg/m2，楼梯通道的门框宽度为80cm，为了便于人工搬运的方式实现，本实施例将箱体设置为重量为200Kg、宽度为75cm；同时将各个基本独立的单元采用分离式方式布局在高层建筑的顶部，这样避免了将重量集中布置，从而降低了安装区域的表面承载压强，同时仅仅通过水、电、光等简单连接就能将该系统组装完成，由于该系统安装在高层建筑物顶部，所以在对低空飞行目标进行发现、跟踪和拦截时，就不会在收到城市建筑、高达树木等复杂环境的视野遮挡，可以有效的发现跟踪低空目标，实现低空防护能力；
同时为了避免组装完成后的光学平台超过屋顶承受压强，本实施例中采用铝材焊接形成的矩形支撑架，并在支撑架内增设斜撑支杆，保证强度的同时有效减小重量，支撑架采用多件机械组装模式，运输时拆分，搬运到高层建筑顶部时进行现场快速组装，增加了系统承载面积，降低光学平台施加在建筑物顶部的表面压强；
为了保证机械连接组件拆分后，再重新安装时的安装误差不超过±0.5mm，本实施例优选的技术方案为，机械连接组件包括底座11，所述底座11上安装有机械连接件12，所述机械连接件12上侧和左侧分别安装有方向限位块13，所述方向限位块13对机械连接件12进行锁死。
根据本发明的一个实施例，所述连接光学平台4与激光光源6的光纤采用光学校准技术，进行光学精确对准。
本实施例还提供一种组合分布式低空安防激光防护系统的安装方法，它包括首先将该组合分布式低空安防激光防护系统划分为若干个独立功能的单元模块，若干个独立功能的单元模块分别安装于独立的箱体9内，然后在布设区域内(例如，城市建筑楼顶表面)将各个独立的箱体9分离布置，彼此之间通过电缆、水管和光纤实现连接，并且箱体9的重量≤300Kg、宽度≤75cm(优选的，箱体9的重量为200Kg、宽度为75cm)。
根据本发明的一个实施例，将该组合分布式低空安防激光防护系统划分为六个独立功能的单元模块，六个独立功能的单元模块分别为操作台1、控制单元2、跟踪转台3、光学平台4、热控单元5和激光光源6，然后操作台1、控制单元2、跟踪转台3、光学平台4、热控单元5和激光光源6分别安装于六个独立的箱体9内，即本实施例中箱体的数量采用六个。
根据本发明的一个实施例，将该组合分布式低空安防激光防护系统划分为六个独立功能的单元模块，六个独立功能的单元模块分别为操作台1、控制单元2、跟踪转台3、光学平台4、热控单元5和激光光源6，然后将，操作台1和控制单元2组合安装在一个箱体9内，将跟踪转台3和光学平台4组合安装在一个箱体9内，将热控单元5和激光光源6分别安装于两个个独立的箱体9内，即本实施例中箱体9的数量采用四个。
根据本发明的一个实施例，将该组合分布式低空安防激光防护系统划分为六个独立功能的单元模块，六个独立功能的单元模块分别为操作台1、控制单元2、跟踪转台3、光学平台4、热控单元5和激光光源6，然后将操作台1和控制单元2组合安装于一个箱体9内，将光学平台4和跟踪转台3组合安装于一个箱体9内，将热控单元5和激光光源6组合安装于一个箱体9内，即本实施例中箱体9的数量采用三个。
本发明具有单模块体积小、重量轻、地面压强小等特点，可有效解决布设区域运输通道狭窄、承载能力弱等问题，适合城市环境中激光低空安保防护系统的布设。
以上具体实施方式对本发明的实质进行详细说明，但并不能对本发明的保护范围进行限制，显而易见地，在本发明的启示下，本技术领域普通技术人员还可以进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种组合分布式低空安防激光防护系统，其特征在于，它包括操作台(1)、控制单元(2)、跟踪转台(3)、光学平台(4)、热控单元(5)和激光光源(6)，所述操作台(1)通过网线或光纤与控制单元(2)连接，所述控制单元(2)通过航空插头分别与跟踪转台(3)、热控单元(5)和激光光源(6)连接，所述光学平台(4)通过光纤与激光光源(6)连接，所述热控单元(5)通过快接水管与激光光源(6)连接；
所述操作平台(1)为该系统的人机交互平台，用于进行现场或非现场环境控制；
所述控制单元(2)用于完成系统指挥控制、信息交互与数据管理；该单元主要由主控计算机、数据采集模块和传输模块组成，主要具备与各模块的通讯、信息交互、系统状态检测、指挥控制功能，该单元采取空间位置坐标实时绘制技术，可根据跟踪转台(3)获取的目标方位，俯仰角度信息及测距信息，结合本地GPS位置信息，重构目标的地理坐标位置，并与内置的三维地图相结合，在操作界面上实时绘制目标的空间地图坐标；
所述跟踪转台(3)由测距装置、粗跟踪探测器、望远镜。精跟踪探测器、跟瞄发射机架组成，完成目标的快速捕获、跟踪、测距、瞄准并提供激光发射通道；
所述光学平台(4)与跟踪转台(3)通过机械连接组件连接；
所述热控单元(5)用于对激光光源(6)进行温度控制；
所述激光光源(6)主要由多路激光器、光束耦合组件构成；光束耦合组件采取紧凑化的多维、多自由度顶拉调节结构，可对任意光束进行上下、左右二维调节；采用循环水温控措施，实现对调节机构的温度调节，在大动态温度环境中保持系统的调节结构稳定，减小温度变化带来的结构形变；采用空间合成实现对多路激光的高效合成。
2.根据权利要求1所述的组合分布式低空安防激光防护系统，其特征在于，还包括箱体，所述操作台(1)、控制单元(2)、跟踪转台(3)、光学平台(4)、热控单元(5)和激光光源(6)各自设置在一个箱体(9)内，所述箱体(9)为保温方舱板拼接形成的长方体结构，在所述箱体(9)顶部安装有顶置空调(7)，所述箱体(9)内安装有温度传感器(8)，所述温度传感器(8)与顶置空调(7)电连接，用于控制该顶置空调(7)的启停。
3.根据权利要求1所述的组合分布式低空安防激光防护系统，其特征在于，还包括支撑架，所述支撑架安装在光学平台(4)的下方，所述支撑架为铝材焊接形成的矩形框架，在所述矩形框架内设有斜撑支杆。
4.根据权利要求1所述的组合分布式低空安防激光防护系统，其特征在于，所述机械连接组件包括底座(11)，所述底座(11)上安装有机械连接件(12)，所述机械连接件(12)上侧和左侧分别安装有方向限位块(13)，所述方向限位块(13)对机械连接件(12)进行锁死。
5.根据权利要求1所述的组合分布式低空安防激光防护系统，其特征在于，所述连接光学平台(4)与激光光源(6)的光纤采用光学校准技术，进行光学精确对准。
6.一种用于权利要求1-5任一项权利要求所述的组合分布式低空安防激光防护系统的安装方法，其特征在于，它包括首先将该组合分布式低空安防激光防护系统划分为若干个独立功能的单元模块，若干个独立功能的单元模块分别安装于独立的箱体(9)内，然后在布设区域内将各个独立的箱体(9)分离布置，彼此之间通过电缆、水管和光纤实现连接。
7.根据权利要求6所述的布式低空安防激光防护系统的安装方法，其特征在于，将该组合分布式低空安防激光防护系统划分为六个独立功能的单元模块，所述六个独立功能的单元模块分别为操作台(1)、控制单元(2)、跟踪转台(3)、光学平台(4)、热控单元(5)和激光光源(6)，然后根据独立功能的单元模块尺寸和重量，将所述独立功能的单元模块采用独立或组合的方式安装于多个独立箱体(9)内，所述箱体(9)数量不小于三个。
8.根据权利要求6所述的布式低空安防激光防护系统的安装方法，其特征在于，所述箱体(9)的重量≤300Kg、宽度≤75cm。
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