CN110095018A - 一种多联装探空火箭测发控选箭系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多联装探空火箭测发控选箭系统，能够提高探空任务实施的机动性，实现火箭的自动选箭及探空仪无线上电的快速性，填补了当前运载火箭测发控系统仅有1路火箭测试、发射通道，无法在远端进行多发运载火箭的切换、测试及发射技术的空白；首先，本发明中单兵在测发控远端控制器的发控软件上即可完全完成箭选和探空仪上电，大大提高探空任务实施的机动性，最终实现车载多联装探空火箭的自动切换与发射；其次，本发明通过测发控系统实现自动选箭和探空仪无线上电，避免了以往更换火箭时手动对接火箭发射接口及探空仪手动上电的操作，缩短了火箭再次发射的时间，满足短时间内再次发射探空火箭的要求。

Description

一种多联装探空火箭测发控选箭系统

技术领域

本发明属于火箭发射技术领域，尤其涉及一种多联装探空火箭测发控选箭系统。

背景技术

某车载四联装探空火箭探测系统用于获取限定时间区域内的高空气象探测数据，试验对探测数据的时效性要求较高，须在短时间内完成至少2次高空大气参数的测量，要求系统具备快速展开、快速发射及再次发射的能力。该探空火箭探测系统为车载四联装制式，单次任务携带4枚探空火箭，分别装填至1#～4#发射导轨，试验时需依据任务实施配套择箭发射。由于目前该套测发控系统只有1个发射接口及1个火箭发射通道(这也是目前我国运载火箭测发控系统的主要设计方式)，发射时需将待发射火箭手动机械式从测发控短路保护接口切换至发射接口，并对待发射火箭探空仪进行手动上电操作，导致火箭换发时间间隔较长，不能实现短时间内多发探空火箭的快速连续发射。以往测发控设计存在以下局限：

原因一：随着我国运载火箭技术的进步，越来越多的科研试验需要多发火箭的配合发射才能完成，但由于以往火箭测发控均为单发测试及发射设计，不能够对多发运载火箭进行统一的测试及发射控制。当前该套测发控设备发射时须将待发射火箭与测发控前端设备的发射接口手动机械式对接，造成火箭换发间隔时间长。为保证试验的安全性和可靠性，该型车载测发控设有4路短路保护接口和1路发射接口，非测试及发射状态下4发火箭均通过测控电缆与对应短路保护接口对接；仅在测试与发射状态下将待发射火箭与发射接口手动机械式对接。

原因二：该型号探空火箭的载荷为高空气象探空仪，该探空仪与运载火箭无电气连接，仅有结构上的安装连接，该探空仪的上电方式为手动钥匙开关打开探空仪电源的方式，造成火箭换发间隔时间长。箭载探空仪电气独成体系，与运载火箭无电气交互关系，探空仪的上电检测均需在发射导轨水平状态下打开探空火箭的载荷口盖，用钥匙手动机械式打开探空仪的电源开关，完成探空仪上电操作，然后再进行发射导轨的起竖后才能进行探空仪无线信号的检测。同时系统在前发火箭发射后，下发火箭发射前还需先启动发射车进行底盘取力，然后将发射架回落至水平状态，进行待发探空仪上电，再进行发射架起竖回转，占用时间过长。

一方面，区别于一般火箭弹及导弹装备，探空火箭主要用于科学预研试验，需验证及监测的技术参数量大，电气系统设计复杂，电气信号量甚至达上百路，除了点火信号外还有大量的测控信号；另一方面，与一般导弹武器的战斗部完全不同，探空火箭的有效载荷功能、电气性能各异，无统一标准且有效载荷与运载器间一般无电气交互关系，有效载荷一般通过专用测控设备完成检测试验而非通过运载器测发控系统完成有效载荷的检测、控制等，这就造成了探空火箭探测系统地面支撑设备数目庞大、协调性差、发射准备时间长的缺点。目前国内尚无针对这种运载器电气系统复杂、载荷电气独立非标准的自动选箭、载荷一体化控制测发控系统方面的研究。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种多联装探空火箭测发控选箭系统，能够提高任务实施的机动性，实现火箭的自动选箭及探空仪无线上电的快速性。

一种多联装探空火箭测发控选箭系统，包括前端综合适配器与远端控制器，所述前端综合适配器包括主控模块、选箭模块、探空仪无线上电地面模块以及两个以上的探空仪无线上电箭上模块，其中，所述选箭模块包括逻辑控制电路、译码电路以及选箭开关矩阵，选箭开关矩阵对应的火箭通道数量与探空仪无线上电箭上模块的数量相同，其中，每个火箭通道包括一个探空仪无线上电箭上模块以及外部的一个探空火箭，且同一火箭通道的探空火箭与探空仪无线上电箭上模块具有相同地址码，各火箭通道的地址码不同；

所述主控模块用于将所述远端控制器下发的选箭号转发至所述逻辑控制电路与探空仪无线上电地面模块；

所述逻辑控制电路用于将所述选箭号转换为地址码，然后将所述地址码发送到所述译码电路；

所述译码电路用于根据所述地址码生成电平序列；

所述选箭开关矩阵接收所述电平序列，然后根据所述电平序列选取一个火箭通道，则该被选火箭通道对应的探空火箭作为待发射火箭，从而实现选箭；

所述探空仪无线上电地面模块用于将所述选箭号转换为地址码，并将所述地址码发送到所述探空仪无线上电箭上模块；

所述探空仪无线上电箭上模块判断接收到的地址码是否为自身的地址码，如果是，则探空仪无线上电箭上模块控制所在的探空仪进行上电。

进一步地，所述选箭开关矩阵对应的火箭通道为四个，则所述选箭号为1#、2#、3#以及4#，所述逻辑控制电路用于将所述选箭号转换为地址码具体为：

将选箭号1#、2#、3#以及4#分别转换为二进制的地址码001，010，011以及100。

进一步地，所述电平序列包括四个电平状态位，其中，对应于地址码001，010，011以及100，四个电平状态位中有且只有一个电平状态位为低电平，其他电平状态位为高电平。

进一步地，所述选箭开关矩阵接收所述电平序列，然后根据所述电平序列选取一个火箭通道，具体为：

所述选箭开关矩阵包括四个与外部的探空火箭连接的继电器，且继电器接低电平时导通，则与导通的继电器连接的探空火箭被选中。

进一步地，所述选箭开关矩阵为五个，五个选箭开关矩阵通过各自的继电器分别连接各探空火箭的断电控制模块的输入端、地面供电模块的输入端、电气分离控制模块的输入端、电池激活模块的输入端以及发动机点火模块的输入端；

所述断电控制模块用于控制探空火箭的上电和断电，其中，当与所述断电控制模块连接的继电器导通时，断电控制模块对探空火箭进行上电，否则断电控制模块对探空火箭保持断电；

所述地面供电模块用于为探空火箭进行供电，其中，当与所述地面供电模块连接的继电器导通时，地面供电模块向探空火箭供电，否则地面供电模块不向探空火箭供电；

所述电气分离模块用于向远端控制器发送箭地分离信号，其中，当与所述电气分离模块连接的继电器导通时，电气分离模块向远端控制器发送箭地分离信号，否则电气分离模块不向远端控制器发送箭地分离信号；

所述电池激活模块用于激活探空火箭的电池，其中，当与所述电池激活模块连接的继电器导通时，电池激活模块激活探空火箭的电池，否则不激活；

所述发动机点火模块用于为探空火箭的发动机进行点火，其中，当与所述发动机点火模块连接的继电器导通时，发动机点火模块为探空火箭的发动机进行点火，否则不点火。

进一步地，所述选箭模块还包括激活保险开关矩阵与点火保险开关矩阵；

所述激活保险开关矩阵连接在选箭矩阵开关与电池激活模块的输入端之间，其中，所述激活保险开关矩阵包括相互并联的四个继电器和四个短路保险，继电器与短路保险两两一组，各组继电器和短路保险的一端连接选箭矩阵开关的一个继电器，另一端连接电池激活模块的输入端，且激活保险开关矩阵接收所述电平序列，则接收到低电平的继电器导通，接收到低电平的短路保险断开；

所述点火保险开关矩阵连续在选箭矩阵开关与发动机点火模块的输入端之间，其中，所述点火保险开关矩阵包括相互并联的四个继电器和四个短路保险，继电器与短路保险两两一组，其中，各组继电器和短路保险的一端连接选箭矩阵开关的一个继电器，另一端连接发动机点火模块的输入端，且点火保险开关矩阵接收所述电平序列，则接收到低电平的继电器导通，接收到低电平的短路保险断开。

有益效果：

1、本发明提供一种多联装探空火箭测发控选箭系统，能够提高探空任务实施的机动性，实现火箭的自动选箭及探空仪无线上电的快速性，填补了当前运载火箭测发控系统仅有1路火箭测试、发射通道，无法在远端进行多发运载火箭的切换、测试及发射技术的空白，具体的：

(1)机动性：以往测发控及探空仪须至少配备3名操作人员，1名在发射车负责手动换箭兼顾操作调度指挥，1名负责探空仪手动上电，1名负责测发控远端控制；本发明中单兵在测发控远端控制器的发控软件上即可完全完成箭选和探空仪上电，由此可见，本发明能够减少任务实施岗位人员数目，实现单兵作战，大大提高探空任务实施的机动性，最终实现车载多联装探空火箭的自动切换与发射；

(2)快速性：本发明通过测发控系统实现自动选箭和探空仪无线上电，避免了以往更换火箭时手动对接火箭发射接口及探空仪手动上电的操作，缩短了火箭再次发射的时间，使系统的使用性和快速发射性得到有力提高，满足短时间内再次发射探空火箭的要求。

2、本发明提供一种多联装探空火箭测发控选箭系统，本发明采用了逻辑控制电路和译码电路，实现了主控模块每次发出唯一的选箭码给选箭模块，译码电路只有唯一的电平状态位输出为低，其余输出路为高，保证了唯一的一发火箭被接通，确保了选箭的唯一性、安全性。

附图说明

图1为本发明提供的一种多联装探空火箭测发控选箭系统的原理框图；

图2为本发明提供的一种译码电路的工作原理示意图；

图3为本发明提供的另一种多联装探空火箭测发控选箭系统的原理框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

参见图1，该图为本实施例提供的一种多联装探空火箭测发控选箭系统的原理框图。一种多联装探空火箭测发控选箭系统，包括前端综合适配器与远端控制器，所述前端综合适配器包括主控模块、选箭模块、探空仪无线上电地面模块以及两个以上的探空仪无线上电箭上模块，其中，所述选箭模块包括逻辑控制电路、译码电路以及选箭开关矩阵，选箭开关矩阵对应的火箭通道数量与探空仪无线上电箭上模块的数量相同，其中，每个火箭通道包括一个探空仪无线上电箭上模块以及外部的一个探空火箭，且同一火箭通道的探空火箭与探空仪无线上电箭上模块具有相同地址码，各火箭通道的地址码不同；

所述主控模块用于将所述远端控制器下发的选箭号转发至所述逻辑控制电路与探空仪无线上电地面模块；

所述逻辑控制电路用于将所述选箭号转换为地址码，然后将所述地址码发送到所述译码电路；

所述译码电路用于根据所述地址码生成电平序列；其中，地址码不同，电平序列不同；

所述选箭开关矩阵接收所述电平序列，然后根据所述电平序列选取一个火箭通道，则该被选火箭通道对应的探空火箭作为待发射火箭，从而实现选箭；

所述探空仪无线上电地面模块用于将所述选箭号转换为地址码，并将所述地址码发送到所述探空仪无线上电箭上模块；

所述探空仪无线上电箭上模块判断接收到的地址码是否为自身的地址码，如果是，则探空仪无线上电箭上模块控制所在的探空仪进行上电。

进一步地，所述选箭开关矩阵对应的火箭通道为四个，则所述选箭号为1#、2#、3#以及4#，所述逻辑控制电路用于将所述选箭号转换为地址码具体为：

将选箭号1#、2#、3#以及4#分别转换为二进制的地址码001，010，011以及100。

进一步地，所述译码电路用于根据所述地址码生成电平序列，具体为：

所述译码电路根据地址码生成的电平序列包括四个电平状态位，其中，对应于地址码001，010，011以及100，四个电平状态位中有且只有一个电平状态位为低电平，其他电平状态位为高电平。

进一步地，所述选箭开关矩阵接收所述电平序列，然后根据所述电平序列确定一个火箭通道，具体为：

所述选箭开关矩阵包括四个与外部探空火箭连接的继电器，且继电器在低电平导通，则与导通的继电器连接的探空火箭被选中。

进一步地，所述选箭开关矩阵为五个，五个选箭开关矩阵通过各自的继电器分别连接探空火箭的断电控制模块的输入端、地面供电模块的输入端、电气分离控制模块的输入端、电池激活模块的输入端以及发动机点火模块的输入端；

所述断电控制模块用于控制探空火箭的上电和断电，其中，当与所述断电控制模块连接的继电器导通时，断电控制模块对探空火箭进行上电，否则断电控制模块对探空火箭保持断电；

所述地面供电模块用于为探空火箭进行供电，其中，当与所述地面供电模块连接的继电器导通时，地面供电模块向探空火箭供电，否则地面供电模块不向探空火箭供电；

所述电气分离模块用于向远端控制器发送箭地分离信号，其中，当与所述电气分离模块连接的继电器导通时，电气分离模块向远端控制器发送箭地分离信号，否则电气分离模块不向远端控制器发送箭地分离信号；

所述电池激活模块用于激活探空火箭的电池，其中，当与所述电池激活模块连接的继电器导通时，电池激活模块激活探空火箭的电池，否则不激活；

所述发动机点火模块用于为探空火箭的发动机进行点火，其中，当与所述发动机点火模块连接的继电器导通时，发动机点火模块为探空火箭的发动机进行点火，否则不点火。

进一步地，所述选箭模块还包括激活保险开关矩阵与点火保险开关矩阵；

所述激活保险开关矩阵连接在选箭矩阵开关与电池激活模块的输入端之间，其中，所述激活保险开关矩阵包括相互并联的四个继电器和四个短路保险，继电器与短路保险两两一组，各组继电器和短路保险的一端连接选箭矩阵开关的一个继电器，另一端连接电池激活模块的输入端，且激活保险开关矩阵接收所述电平序列，则接收到低电平的继电器导通，接收到低电平的短路保险断开；

所述点火保险开关矩阵连续在选箭矩阵开关与发动机点火模块的输入端之间，其中，所述点火保险开关矩阵包括相互并联的四个继电器和四个短路保险，继电器与短路保险两两一组，其中，各组继电器和短路保险的一端连接选箭矩阵开关的一个继电器，另一端连接发动机点火模块的输入端，且点火保险开关矩阵接收所述电平序列，则接收到低电平的继电器导通，接收到低电平的短路保险断开。

由此可见，本实施例解决了多路复杂火箭电路信号的整体自动切换问题。通过采用以编译码电路为主的硬件选通电路方式完成测发控系统远程控制自动选箭的功能，实现了车载多联装探空火箭的自动切换与发射；此外，本实施例还解决了有效载荷(不限于探空仪)通过运载器测发控系统进行测控及有效载荷远程选定的问题。通过探空仪地址码与火箭编号软件绑定、探空仪无线上电地面模块控制完成探空仪远程选定、上电、断电控制及探空仪回传状态的显示，保证了探空仪无线上电的安全性和可靠性。

实施例二

基于以上实施例，本实施例详细介绍所述译码电路的工作原理。参见图2，该图为本实施例提供的一种译码电路的工作原理示意图。

测发控系统远端控制器根据指挥员下达的指令，选择发射火箭通道并将火箭地址码发送至测发控前端综合适配器的主控模块，主控模块发出唯一的火箭通道选通指令，即选箭码至选箭模块，完成包括供电、点火保险及断电控制、电气分离电路的选通控制。相应代号的火箭电路接通由逻辑控制模块及译码电路完成。译码电路用于火箭选通的硬件互锁，主控模块每次发出唯一的选箭号，只有唯一的一路火箭通道接通发射电路。

图2中控制信号a、b、c、d均由逻辑控制电路输出，其中b、c、d每次输出一组三位二进制编码，即由选箭号转换为的地址码给译码电路的控制端，译码电路中的74138根据b、c、d的二进制编码，如地址码001，010，011或100在唯一输出端口Y输出相应低电平，此路信号经过反相器取反后置高输入到锁存器74375相应输入端；同时控制信号a输入到锁存器的使能端控制锁存器锁存，完成一发火箭通道的选择控制与状态锁存，锁存状态用于当前选箭通道状态的锁定。

实施例三

基于以上实施例，本实施例提供另一种多联装探空火箭测发控选箭系统。参见图3，该图为本实施例提供的另一种多联装探空火箭测发控选箭系统的原理框图。一种多联装探空火箭测发控选箭系统，包括前端综合适配器与远端控制器；

所述测发控前端综合适配器主要包括主控模块、电源模块、点火/激活模块、选箭模块、探空仪无线上电地面模块、时序采集模块、火工测试模块、电气分离控制模块和隔离通信模块。

所述主控模块为以ARM为核心的嵌入式系统，其内部采用具有多路隔离的串口扩展外围电路；所述主控模块通过与远端控制器之间的串行通讯接口1，接收远端控制器下发的选箭、探空仪控制、时序测试、电气分离、火工测试、点火等指令，并将指令执行结果及箭上状态监测数据通过该串口1反馈给远端嵌入式计算机；所述主控模块通过与点火/激活模块之间的串行通讯接口2，向点火/激活模块下发激活时间T0和当前北斗时间，将T0写入点火/激活模块中的EEPROM中，并接收激活/点火模块的执行结果；所述主控模块通过与选箭模块中的逻辑控制电路之间的串行通讯接口3，将远端控制器通过串口1发送的选箭号1#、2#、3#、4#发送至逻辑控制电路，逻辑控制电路将1#～4#转译成3位000～100并发送至选箭模块中的译码电路；所述主控模块通过与电气分离控制模块间的串行通讯接口4，将远端控制器通过串口1发送的电气分离指令下发至电气分离控制模块，并通过该串口4接收电气分离模块的指令执行结果；所述主控模块通过与时序采集模块间的串行通讯接口5，将远端控制器通过串口1发送的时序测试指令下发至时序测试模块，并通过该串口5接收时序测试数据；所述主控模块通过与火工测试模块间的串口通讯接口6，将远端控制器通过串口1下发的火工测试指令下发至火工测试模块，并通过该串口6接收火工测试数据；所述主控模块通过与探空仪无线上电地面模块间的串口通讯接口7，将远端控制器通过串口1下发的探空仪地址码和上电、断电指令下发至探空仪无线上电地面模块、并通过该串口7接收指令执行结果；所述主控模块与隔离通信模块间的串口通讯接口8～11，将远端控制器通过串口1下发的箭地数字通信指令下发至隔离通信模块被选箭对应串口通信通道，完成箭地间的参数装订、转电、发射允许等交互通信。

所述点火激活模块包括单片机、定时器、EEPROM、电流调理电路、电流高速采集电路。所述单片机接收主控模块通过串口2发送的T0、北斗时间信号，并将T0保存在所述EEPROM中；所述定时器为单片机内部定时器，用于产生200ms点火/激活脉宽；所述电流调理电路由单片机控制产生5～8A的点火/激活电流；所述电流高速采集电路由单片机控制采集激活和点火的实际电流值和脉宽值。

所述选箭模块包括逻辑控制电路、译码电路、选箭开关矩阵1～5、激活保险开关矩阵和点火保险开关矩阵；所述逻辑控制电路通过串口3接收主控模块的选箭号0#火箭通道、1#火箭通道、2#火箭通道、3#火箭通道和4#火箭通道(其中0#为测发控初始保护状态，任何1发火箭都不被选中)，并将0#、1#、2#、3#和4#转换成3位二进制编码000～100并发送至选箭模块中的译码电路；所述译码电路用于将3位2进制数转换成8种不同状态的输出，同一输入，所述8路输出有且只有1路为低电平；所述选箭开关矩阵1～5、激活保险开关矩阵和点火保险开关矩阵共7个开关矩阵为选箭回路的最终执行端，所述7个开关矩阵每个开关矩阵包含4个继电器，分别对应1#火箭～4#火箭通道；所述7个选箭开关矩阵每个开关矩阵的继电器1都由译码电路的输出状态第2位驱动(低电平有效)，此时1#火箭通道被选中，以此类推每个开关矩阵的继电器2、3、4分别由译码器的输出状态第3、4、5位驱动(低电平有效)，当译码电路的输出状态第1位为低电平时，任何火箭通道都不被选中，由于所述译码电路只有1路输出为低电平，确保了选箭通道的唯一性。

所述电气分离控制模块主要为分离继电器和状态采集电路；所述电气分离控制模块通过串行通讯接口4接收主控板卡的电气分离指令，分离继电器由闭合到断开，分离信号通过选箭开关矩阵5后分为2路，1路送往箭上，1路送往所述前端综合适配器中时序采集模块；所述状态采集电路用于采集分离继电器闭合/断开状态，并通过串口4将继电器闭合状态反馈至主控模块。

所述时序采集模块包括8路调理电路和8路采集电路，所述信号调理电路用于多路时序信号的隔离，箭上时序信号经所述信号调理电路隔离输出后进入A/D采样电路，完成时序信号的采集；每个火箭通道有2路时序信号，4个火箭通道共8路时序信号；时序测试模块通过所述串口5接收主控模块时序测试指令，完成被选火箭对应2路时序信号的测试，其中1#火箭通道时序信号对应1、2路、2#火箭通道时序信号对应3、4路、3#火箭通道时序信号对应5、6路、4#火箭通道时序信号对应7、8路。

所述火工测试模块包括限流电路、保险电路和嵌入式火工测试仪表；所述限流电阻用于保护火工品测量的安全，将测量回路电流限定在10mA以下；所述保险回路用于非测试状态下火工品回路的短路保护；所述火工品测试仪表用于火工品阻值的测量，含12路测试通道，每个火箭通道有3路火工，因此1～3路对应1#火箭通路，并以此类推。

所述隔离通信模块包含4路隔离串行通讯接口8～11，分别用于1#～4#火箭通道与主控模块的箭地通讯，当主控模块选箭后便通过该火箭通道对应串口完成所述综合适配器主控模块与该火箭通道对接火箭的箭地通信，包含箭地间的参数装订、转电、发射允许等交互通信。

所述电源模块主要包含24V/9A地面供电电源和24V、18A点火/激活电源；所述地面供电电源和点火/激活电源都由发射车车载24V电源供电；所述地面供电电源用于火箭的地面供电；所述点火/激活电源用于点火/激活模块的供电。

所述远端控制器包括嵌入式计算机、手动控制电路和北斗授时模块；所述嵌入式计算机运行WinCE操作系统，测发控软件运行至所述WinCE操作系统；所述嵌入式计算机通过所述串口1与前端综合适配器通信，完成选箭、探空仪控制、时序测试、电气分离、火工测试、点火等指令的下发，并接收前端综合适配器发送来的指令执行状态返回信息；所述手动控制电路包含点火电源、点火保险、手动点火和断电控制按钮；所述点火电源按钮用于所述前端综合适配器点火电源回路K4开关的通断控制；所述点火保险按钮用于所述前端综合适配器点火保险开关矩阵继电器的闭合/断开控制；所述断电控制按钮用于所述前端综合适配器断电指令开关K1的通断控制；所述手动点火按钮用于直接触发所述前端综合适配器中点火/激活模块的发动机点火脉冲；所述北斗授时模块通过串行通讯接口12与所述远端控制器嵌入式计算机实时发送当前北斗时间。

所述远端控制器嵌入式计算机与前端综合适配器间的串行通讯信号、点火电源控制信号、点火保险控制信号、断电控制信号和手动点火控制信号均通过远端控制器和前端综合适配器间的电缆传输。

所述探空仪无线上电系统包括无线上电箭上模块和无线上电地面设备两部分，其中所述无线上电地面控制模块为所述探空仪无线上电系统的控制中枢；所述探空仪无线上电地面控制模块在所述测发控前端综合适配器内，与前端综合适配器内所述主控模块通过串行通讯接口7接收所述主控模块的探空仪地址码和上电、断电指令，控制无线上电箭上模块完成探空仪的上电和断电等控制，并将探空仪状态参数实时反馈给测发控前端综合适配器中所述主控模块。

所述火箭探空仪中的无线上电箭上模块由收发天线、遥控指令解码/编码、解调/调制、开关控制、开关驱动等模块组成。收发天线接收来自测发控前端无线上电控制功能装置发出的遥控指令，解调、解码还原出探空仪地址编码和开关控制命令。当指令中探空仪地址码与本探空仪的地址码一致时，产生并输出开关控制信号、驱动开关电路接通或断开供电电源通路，并通过箭上探空仪无线上电模块向探空仪无线上电地面模块返回本探空仪的电源开关状态。当指令中探空仪地址码与本探空仪地址码不同时不产生任何开关动作。

由此可见，本实施例采用芯片编码控制的方式按照选箭码自动从四发火箭中选择待发火箭，采用无线收发模块完成探空仪的自动上电，实现了火箭的自动选箭及探空仪无线上电的自动控制及状态的自动判读。

所述无线上电地面设备由遥控指令编码/解码、调制/解调模块、收发天线组成。该部件由串行通信接口接收测发控前端主控模块发出的探空仪地址编码和开关控制指令，编码调制后由收发天线向探空仪辐射，同时接收、解调、解码探空仪电源开关的工作状态。

一种多联装探空火箭测发控选箭系统，以1#火箭的选通、测试、发射为例，其工作过程如下：

1)测发控前端综合适配器和远端控制器上电后，所述远端控制器嵌入式计算机启动并自动运行发控软件，所述发控软件与前端综合适配器通过串口1建立握手连接；所述发控软件通过串口12实时接收远端控制器北斗授时模块发来的北斗时间并将该时间通过串口1实时发送至前端综合适配器的主控模块；所述前端综合适配器中主控模块、点火/激活模块、选箭模块、时序采集模块、火工测试模块、隔离通信模块、电气分离控制模块开始自检，自检正常结果状态字为1，异常为0，自检后将各自自检结果通过串口反馈给主控模块；同时，所述主控模块与远端控制器通过所述串口1建立握手连接；所述主控模块通过串口2～11接收到各模块的自检结果后，将自检结果通过串口1反馈至所述远端控制器嵌入式计算机中发控软件，所述发控软件根据数据包中的自检状态字判断测发控各功能模块状态；所述主控模块向选箭模块发送复位指令即选0#火箭，所述选箭模块控制选箭开关矩阵1～5、激活保险开关矩阵、点火保险开关矩阵上所有继电器均为断开状态，激活保险开关矩阵和点火保险开关矩阵上所有短路保险均为短路保护状态；

2)向所述远端控制器嵌入式计算机发控软件输入火箭配套参数，包含发射通道号、火箭编号和每发箭上探空仪的地址码，并进行绑定，确保对1#发射通道火箭及探空仪上电后返回的火箭编号、探空仪地址码与1#发射通道绑定的火箭编号和探空仪地址码一致；

3)所述主控模块通过所述串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的1#箭选箭指令，主控模块将1#选箭指令通过串口3下发至选箭模块的逻辑控制电路，所述逻辑控制电路将1#选箭指令转换成001并输入译码电路；所述编码/译码电路输入端接收到001后，译码电路的输出端第2位为低电平，其余位为高电平，控制选箭开关矩阵1～5、激活保险开关矩阵和点火保险开关矩阵上继电器1为闭合状态，1#火箭所有信号通道均接通，继电器2～4为断开状态，完成了1#火箭的选箭控制，1#火箭通路选通；2#～4#火箭通路选通过程以此类推；

4)所述主控模块通过所述串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的时序测试指令；所述主控模块通过串口5向时序采集模块发送时序测试指令，时序采集模块开始1#火箭2路时序信号的检测；

5)所述主控模块通过所述串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的电气分离指令，所述主控模块通过串口4向电气分离控制模块发送电气分离指令，所述电气分离控制模块上分离继电器断开，完成电气分离；

6)所述主控模块通过所述串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的火工测试指令；所述主控模块通过串口6向火工测试模块发送火工测试指令，所述火工测试模块保险电路解保，火工测试仪表进行1～3路测试通道的阻值测试；

7)所述主控模块通过串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的1#发射通道对应火箭探空仪上电指令；所述主控模块通过串口7向探空仪无线上电地面模块发送1#发射通道对应火箭探空仪地址码及上电指令；所述探空仪无线上电地面模块将该探空仪地址码和上电指令通过所述探空仪无线上电模块中编码/解码电路进行编码；所述编码输出信号通过所述探空仪无线上电地面模块中调制/解调电路调制后由所述探空仪无线上电地面模块的收发天线发出无线遥控指令；所述探空仪无线上电地面模块收发天线接收探空仪上无线上电模块返回的无线信号，所述无线信号经探空仪无线上电地面模块调制/解调、编码/解码电路进行解调、解码后生成该探空仪的地址码和上电状态并通过串口7反馈至所述综合适配器的主控模块；所述主控模块通过串口1将该探空仪的地址码和上电状态回传给所述远端控制器嵌入式计算机的发控软件；所述发控软件比对该地址码与1#发射通道绑定的探空仪地址码是否一致；

8)所述主控模块通过串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的参数装订指令，所述主控模块通过串口8向1#火箭发送装订参数，1#火箭参数装订完成后通过串口8向主控模块返回参数装订结果数据，主控模块将参数装订结果数据通过串口1反馈至远端控制器嵌入式计算机发控软件；

9)所述主控模块通过串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的电池激活指令，所述主控模块通过串口2向点火/激活模块发送电池激活指令，所述点火/激活模块中单片机启动所述电流高速采集电路开始电池激活电流的采集，并通过单片机自身定时器发出1个200ms电池激活控制信号，该信号经过电流调理电路变换为5～8A激活脉冲信号经过所述选箭开关矩阵3和激活保险开关矩阵送至箭上电池火工品两端，完成1#箭的电池激活；

10)所述主控模块通过串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的转电指令，所述主控模块通过串口8向1#火箭发送转电控制指令，1#火箭完成转电后通过串口8向主控模块返回转电结果数据，主控模块将所述转电结果数据通过串口1反馈至远端控制器嵌入式计算机发控软件；

11)所述主控模块通过串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的发射允许指令，所述主控模块通过串口8向1#火箭发送发射允许指令，1#火箭完成发射允许准备后通过串口8向主控模块返回发射允许状态字，主控模块将所述发射允许状态字通过串口1反馈至远端控制器嵌入式计算机发控软件；

12)所述主控模块通过串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的T0时间，所述主控模块通过串口2向点火/激活模块的单片机发送T0和实时北斗时间，所述单片机将T0保存在所述点火/激活模块的EEPROM中；

13)所述远端控制器手动控制电路按下点火电源按钮，控制所述前端综合适配器点火电源回路K4开关闭合；所述远端控制器手动控制电路按下点火保险按钮，控制所述前端综合适配器点火保险开关矩阵中1#火箭保险回路解保；

14)所述主控模块通过串口1接收远端控制器嵌入式计算机发控软件下发的点火指令，所述主控模块通过串口2向点火/激活模块发送点火指令，所述点火/激活模块中单片机读取点火/激活模块EEPROM中储存的T0，并与主控模块实时发送来的北斗时间进行比对，当T0和北斗当前时间一致时，单片机启动所述电流高速采集电路开始点火电流的采集，并通过单片机自身定时器发出1个200ms点火控制信号，该信号经过电流调理电路变换为5～8A点火脉冲信号经过所述选箭开关矩阵3送至箭上发动机发火管两端，完成1#箭的发动机点火。

由此可见，本实施例通过测发控远端快速自动选箭及探空仪无线上电的设计避免使用过程中发射架反复起竖回落、更换待发火箭时人工电缆插拔操作，减少了火箭再次发射的操作步骤，拓展了系统功能，使系统的使用性和安全性得到有力提高，可以满足短时间内再次发射探空火箭的要求；系统采用了自动化测试和智能化信息分析处理技术，大大减少了系统的发射和测试时间，是完成探测系统火箭快速发射的关键设备。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种多联装探空火箭测发控选箭系统，其特征在于，包括前端综合适配器与远端控制器，所述前端综合适配器包括主控模块、选箭模块、探空仪无线上电地面模块以及两个以上的探空仪无线上电箭上模块，其中，所述选箭模块包括逻辑控制电路、译码电路以及选箭开关矩阵，选箭开关矩阵对应的火箭通道数量与探空仪无线上电箭上模块的数量相同，其中，每个火箭通道包括一个探空仪无线上电箭上模块以及外部的一个探空火箭，且同一火箭通道的探空火箭与探空仪无线上电箭上模块具有相同地址码，各火箭通道的地址码不同；

所述主控模块用于将所述远端控制器下发的选箭号转发至所述逻辑控制电路与探空仪无线上电地面模块；

所述逻辑控制电路用于将所述选箭号转换为地址码，然后将所述地址码发送到所述译码电路；

所述译码电路用于根据所述地址码生成电平序列；

所述选箭开关矩阵接收所述电平序列，然后根据所述电平序列选取一个火箭通道，则该被选火箭通道对应的探空火箭作为待发射火箭，从而实现选箭；

所述探空仪无线上电地面模块用于将所述选箭号转换为地址码，并将所述地址码发送到所述探空仪无线上电箭上模块；

所述探空仪无线上电箭上模块判断接收到的地址码是否为自身的地址码，如果是，则探空仪无线上电箭上模块控制所在的探空仪进行上电。

2.如权利要求1所述的一种多联装探空火箭测发控选箭系统，其特征在于，所述选箭开关矩阵对应的火箭通道为四个，则所述选箭号为1#、2#、3#以及4#，所述逻辑控制电路用于将所述选箭号转换为地址码具体为：

将选箭号1#、2#、3#以及4#分别转换为二进制的地址码001，010，011以及100。

3.如权利要求2所述的一种多联装探空火箭测发控选箭系统，其特征在于，所述电平序列包括四个电平状态位，其中，对应于地址码001，010，011以及100，四个电平状态位中有且只有一个电平状态位为低电平，其他电平状态位为高电平。

4.如权利要求3所述的一种多联装探空火箭测发控选箭系统，其特征在于，所述选箭开关矩阵接收所述电平序列，然后根据所述电平序列选取一个火箭通道，具体为：

所述选箭开关矩阵包括四个与外部的探空火箭连接的继电器，且继电器接低电平时导通，则与导通的继电器连接的探空火箭被选中。

5.如权利要求4所述的一种多联装探空火箭测发控选箭系统，其特征在于，所述选箭开关矩阵为五个，五个选箭开关矩阵通过各自的继电器分别连接各探空火箭的断电控制模块的输入端、地面供电模块的输入端、电气分离控制模块的输入端、电池激活模块的输入端以及发动机点火模块的输入端；

所述断电控制模块用于控制探空火箭的上电和断电，其中，当与所述断电控制模块连接的继电器导通时，断电控制模块对探空火箭进行上电，否则断电控制模块对探空火箭保持断电；

所述地面供电模块用于为探空火箭进行供电，其中，当与所述地面供电模块连接的继电器导通时，地面供电模块向探空火箭供电，否则地面供电模块不向探空火箭供电；

所述电气分离模块用于向远端控制器发送箭地分离信号，其中，当与所述电气分离模块连接的继电器导通时，电气分离模块向远端控制器发送箭地分离信号，否则电气分离模块不向远端控制器发送箭地分离信号；

所述电池激活模块用于激活探空火箭的电池，其中，当与所述电池激活模块连接的继电器导通时，电池激活模块激活探空火箭的电池，否则不激活；

所述发动机点火模块用于为探空火箭的发动机进行点火，其中，当与所述发动机点火模块连接的继电器导通时，发动机点火模块为探空火箭的发动机进行点火，否则不点火。

6.如权利要求5所述的一种多联装探空火箭测发控选箭系统，其特征在于，所述选箭模块还包括激活保险开关矩阵与点火保险开关矩阵；

所述激活保险开关矩阵连接在选箭矩阵开关与电池激活模块的输入端之间，其中，所述激活保险开关矩阵包括相互并联的四个继电器和四个短路保险，继电器与短路保险两两一组，各组继电器和短路保险的一端连接选箭矩阵开关的一个继电器，另一端连接电池激活模块的输入端，且激活保险开关矩阵接收所述电平序列，则接收到低电平的继电器导通，接收到低电平的短路保险断开；

所述点火保险开关矩阵连续在选箭矩阵开关与发动机点火模块的输入端之间，其中，所述点火保险开关矩阵包括相互并联的四个继电器和四个短路保险，继电器与短路保险两两一组，其中，各组继电器和短路保险的一端连接选箭矩阵开关的一个继电器，另一端连接发动机点火模块的输入端，且点火保险开关矩阵接收所述电平序列，则接收到低电平的继电器导通，接收到低电平的短路保险断开。