CN113867376B - 一种飞行器内装载荷的发射控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的飞行器内装载荷的发射控制方法，通过卫星信息接收设备或自主目标探测设备接收目标信息；比较飞行器到目标的距离，根据目标信息或初始装订信息对飞行器进行制导飞行；当飞行器制导飞行至预定位置时，启动飞行器对内装载荷的控制，飞行器向内装载荷装订信息；当内装载荷装订信息成功后，根据内装载荷的状态确定内装载荷的分离释放顺序；根据内装载荷的分离释放顺序，飞行器计算控制设备向内装载荷下达解锁指令，并对内装载荷的解锁反馈状态进行判别，根据内装载荷的解锁反馈状态释放内装载荷，完成内装载荷的分离发射。实现在无人控制的情况下完成对内装载荷多维导航及关键参数的可靠装订，保证内装载荷在多种复杂情况下的可靠发射。

Description

一种飞行器内装载荷的发射控制方法

技术领域

本发明涉及航天技术领域，特别涉及一种飞行器内装载荷的发射控制方法。

背景技术

随着现代飞行器技术发展，其功能也日益拓展。其中一种新的应用形式为运输平台，即发挥其高速可达的优势，替代传统飞机的功能，将内装载荷快速运输至指定位置后，完成内装载荷可靠装订导航及制导信息，并完成载荷自主测试、发射、分离。这就要求在释放载荷时需要向内装载荷高可靠精确装订部分信息参数。由于飞行器内无人控制，如何保证精确、可靠的完成参数装订成为一个需要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种飞行器内装载荷的发射控制方法，能够实现有效载荷的在多种空中飞行时序及流程分支下的自主流程选择，最终实现有效载荷的可靠发射。

根据本公开的一方面，提出了一种飞行器内装载荷的发射控制方法，所述方法包括：

通过飞行器卫星信息接收设备或自主目标探测设备接收目标信息；

通过比较所述飞行器到目标的距离，根据目标信息或初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行；

当所述飞行器制导飞行至预定位置时，启动飞行器对内装载荷的控制，启动成功后，飞行器向所述内装载荷装订信息；

当所述内装载荷装订信息成功后，根据所述内装载荷的状态确定所述内装载荷的分离释放顺序；

根据所述内装载荷的分离释放顺序，飞行器计算控制设备向所述内装载荷下达解锁指令，并对所述内装载荷的解锁反馈状态进行判别，根据所述内装载荷的解锁反馈状态释放所述内装载荷，完成所述内装载荷的分离发射。

在一种可能的实现方式中，所述通过飞行器卫星信息接收设备接收目标信息，包括：所述飞行器卫星信息接收设备接收卫星发送的目标信息。

在一种可能的实现方式中，通过比较所述飞行器到目标的距离，根据目标信息或初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行，包括：

当所述飞行器到目标的距离小于等于所述自主目标探测设备的可靠目标探测距离时，根据目标信息对所述飞行器进行制导飞行；

其中，当自主目标探测设备接收目标信息失效时，飞行器采信所述飞行器卫星信息接收设备接收卫星发送的目标信息，否则采信自主目标探测设备接收的目标信息，根据目标信息对所述飞行器进行制导飞行。

在一种可能的实现方式中，通过比较所述飞行器到目标的距离，根据目标信息或初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行，还包括：

当所述飞行器到目标的距离大于所述自主目标探测设备的可靠目标探测距离时，根据目标信息或初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行；

其中，当卫星信息传接收设备传输目标信息有效时，自主目标探测设备采信所述飞行器卫星信息接收设备接收卫星发送的目标信息，根据目标信息对所述飞行器进行制导飞行；

否则，自主目标探测设备采信上一次采信的卫星信息传接收设备传输的目标信息或初始装订信息，根据初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行。

在一种可能的实现方式中，所述飞行器包括1个或多个内装载荷，所述内装载荷的状态包括“准备好”和“未准备好”两种状态。

在一种可能的实现方式中，根据所述内装载荷的状态确定所述内装载荷的分离释放顺序，包括：

针对1个所述内装载荷时，当所述内装载荷为“准备好”状态时，执行所述内装载荷分离释放流程，否则持续判断所述内装载荷的状态，若在一定时间内仍为“未准备好”状态，则强制执行所述内装载荷分离释放流程，以分离释放所述内装载荷；

针对多个所述内装载荷时，根据所述内装载荷的序号依次执行“准备好”状态的内装载荷分离释放流程，否则，持续判断“未准备好”状态的内装载荷的状态，若在一定时间内仍为“未准备好”状态，则依据“未准备好”状态的内装载荷的序号强制执行内装载荷分离释放流程，以分离释放所述内装载荷。

在一种可能的实现方式中，所述内装载荷的解锁反馈状态包括“解锁好”和“解锁不好”两种状态。

在一种可能的实现方式中，根据所述内装载荷的解锁反馈状态释放所述内装载荷，完成所述内装载荷的分离发射，包括：

当所述内装载荷的解锁反馈状态为“解锁好”状态时，飞行器计算控制设备向载荷分离释放装置下达分离内装载荷指令以完成所述内装载荷的分离发射；否则，跳转至下一个内装载荷分离释放流程，下一个载荷分离后，再强制分离前一个载荷。

本发明的飞行器内装载荷的发射控制方法，向多个内装载荷进行多维导航及目指信息参数可靠装订的流程设计，并对空中可能出现的故障进行预先判断，对不同故障模式，给出不同故障处理方法。在保障故障处理有效性的前提下，兼顾飞行器控制软件简化设计以提高系统可靠性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1示出了根据本公开一实施例的飞行器内装载荷的发射控制系统框图；

图2示出了根据本公开一实施例的飞行器内装载荷的发射控制方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了根据本公开一实施例的飞行器内装载荷的发射控制系统框图。

如图1所示，该飞行器内装载荷的发射控制系统可以包括：飞行器卫星信息接收设备、自主目标探测设备、飞行器自身导航信息产生设备、飞行器计算控制设备(接收卫星信息/导航信息，完成载荷电池激活、载荷信息装订、载荷释放控制控制)、载荷1分离释放装置、载荷1、载荷2分离释放装置、载荷2。

图2示出了根据本公开一实施例的飞行器内装载荷的发射控制方法流程图。该方法采用如图1所示的发射控制系统，飞行器作为运载平台，在空中自主完成对多个内装载荷进行数据装订及可靠发射。

如图2所示，该方法可以包括：

步骤S1：通过飞行器卫星信息接收设备或自主目标探测设备接收目标信息。

其中，如图1所示，卫星探测目标信息，并将目标信息发送给飞行器卫星信息接收设备，则飞行器卫星信息接收设备接收卫星发送的目标信息。

飞行器卫星信息接收设备或自主目标探测设备接收目标信息后，通过1553B总线将目标信息(如目标位置、速度、目标特征等)传输至飞行器计算控制设备，通过计算目标信息的位置等实现对飞行器制导。

步骤S2：通过比较所述飞行器到目标的距离，根据目标信息或初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行。

其中，当飞行器到目标的距离小于等于自主目标探测设备的可靠目标探测距离时，根据目标信息对飞行器进行制导飞行。当自主目标探测设备接收目标信息失效时，自主目标探测设备采信飞行器卫星信息接收设备接收卫星发送的目标信息，否则(即当卫星信息接收设备与自主目标探测设备获取均有效，或仅自主目标探测设备获取有效时)采信自主目标探测设备接收的目标信息，根据目标信息对飞行器进行制导飞行。

当飞行器到目标的距离大于自主目标探测设备的可靠目标探测距离时，根据目标信息或初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行。其中，当卫星信息传接收设备传输目标信息有效时，自主目标探测设备采信飞行器卫星信息接收设备接收卫星发送的目标信息，根据目标信息对飞行器进行制导飞行；否则(当卫星信息传输设备传输目标信息为无效状态时)，自主目标探测设备采信上一次采信的卫星信息传接收设备传输的目标信息或初始装订信息，根据初始装订信息对飞行器进行制导飞行。

通过飞行器到目标的距离与自主目标探测设备的可靠目标探测距离综合比较，确定飞行器计算控制设备根据采信的目标信息或初始装订信息对飞行器进行制导飞行。

步骤S3：当飞行器制导飞行至预定位置时，启动飞行器对内装载荷的控制，启动成功后，飞行器向内装载荷装订信息。

步骤S4：当所述内装载荷装订信息成功后，根据所述内装载荷的状态确定所述内装载荷的分离释放顺序。

其中，飞行器可以包括1个或多个内装载荷，内装载荷的状态可以包括“准备好”和“未准备好”两种状态。

针对1个内装载荷，当内装载荷为“准备好”状态时，执行内装载荷分离释放流程，否则持续判断内装载荷的状态，若在一定时间内仍为“未准备好”状态，则强制执行内装载荷分离释放流程，以分离释放内装载荷；针对多个内装载荷，根据内装载荷的序号依次执行“准备好”状态的内装载荷分离释放流程，否则，持续判断“未准备好”状态的内装载荷的状态，若在一定时间内仍为“未准备好”状态，则依据“未准备好”状态的内装载荷的序号强制执行内装载荷分离释放流程，以分离释放内装载荷。

例如，飞行器飞行至预定位置(距离目标S时)发起对内装载荷的启动控制，为保证内装载荷启动的可靠性，飞行器计算控制设备需要先对飞行器与内装载荷的电气连接情况进行判别，连续判别15ms为电气连接有效时，发出内装载荷1/2的启动指令。当发出启动指令后，延时500ms(用于内装载荷接收启动指令后，载荷计算机启动)，分别向内装载荷1/2发送握手信息，握手成功后，通过1553B总线快速完成内装载荷1/2自检状态收集，并根据自检状态，向自检好的内装载荷发送导航初始信息、卫星星历信息及2)中判别的目标信息。本流程中在内装载荷1/2中分别预置了标准飞行工况下的导航初始信息及预置目标信息，当飞行器成功向内装载荷装订信息时，内装载荷再将该部分信息替换为飞行器装订信息，该模式可保证载荷1/2只要能成功接收到启动指令，即使后续飞行器与内装载荷握手不成功或飞行器向载荷信息装订不成功，内装载荷也能获取初始信息，指导后续飞行，极大的提高了系统的可靠性及应对故障的鲁棒性。

当内装载荷1/2在接收到飞行器装订的航初始信息后，会进行导航对准、系统关键设备检测等，当内装载荷1/2以上工作均正常后，会向飞行器上报“准备好”状态。如图1所示，以内装载荷1和内装载荷2为例进行说明内装载荷可能存在以下4中状态：

(a)内装载荷1准备好，内装载荷2准备好。

(b)内装载荷1准备好，内装载荷2未准备好。

(c)内装载荷1未准备好，内装载荷2准备好。

(d)内装载荷1未准备好，内装载荷2未准备好。

为保证状态准备好的内装载荷率先释放，后续分离释放流程如下：

(a)状态下，执行内装载荷1分离释放流程，固定延时后执行内装载荷2分离。

(b)状态下，先执行内装载荷1分离，持续对内装载荷2的准备状态进行判别，如在内装载荷1分离n秒后，内装载荷2仍未准备好，则强行分离释放载荷2。

(c)状态下，执行内装载荷2分离释放流程，持续对内装载荷1的准备状态进行判别，如在内装载荷2分离n秒后，内装载荷1仍未准备好，则强行分离释放载荷1。

(d)状态下，持续对内装载荷1/2状态进行判别，如内装载荷1/2中有状态准备好的则对准备好的内装载荷进行分离，如延时n秒两个内装载荷仍均为“未准备好”状态，则强行先分内装离载荷1再分离内装载荷2。

通过该步骤可以实现装载荷准备情况在线自主判别，从而确定飞行器的多个内装载荷的分离释放顺序，实现飞行器在无人控制的情况下，在空中完成对内装载荷多维导航及目指关键参数的可靠的装订流程。

步骤S5：根据内装载荷的分离释放顺序，飞行器计算控制设备向内装载荷下达解锁指令，并对内装载荷的解锁反馈状态进行判别，根据内装载荷的解锁反馈状态释放内装载荷，完成内装载荷的分离发射。

其中，内装载荷的解锁反馈状态可以包括“解锁好”和“解锁不好”两种状态。当内装载荷的解锁反馈状态为“解锁好”状态时，飞行器计算控制设备向载荷分离释放装置下达分离内装载荷指令以完成内装载荷的分离发射；否则，跳转至下一个内装载荷分离释放流程。

举例来说，飞行器在步骤4中自主决策内装载荷分离顺序，飞行器计算控制设备会将解锁、分离指令下达至内装载荷1/2分离释放装置。为避免内装载荷在未成功解锁状态下实施分离推冲，会对飞行器姿态稳定控制造成较大影响，本流程设计了“解锁好”状态反馈。

内装载荷分离释放的流程如下：

飞行器计算控制设备向内装载荷1/2分离释放装置下达内装载荷解锁指令，内装载荷分离释放装置火工品动作，驱动解锁装置完成内装载荷1/2解锁(解除物理机械限位，使其可在分离推冲时，沿导轨自由顺利滑出飞行器，实现内装载荷释放)，同时通过不带电触电向飞行器计算控制设备回告解锁状态：“解锁好”或“解锁不好”。

飞行器计算控制设备向内装载荷1/2分离释放装置下达解锁指令后，持续对载内装荷1/2解锁状态进行判别，连续判别60ms(该时间通过分离释放装置执行时间确定，不仅仅现定于60ms)当内装载荷1/2在反馈“解锁好”状态，则立即向内装载荷1/2分离释放装置下达分离指令(尽量减少内装载荷在滑轨中处于自由态的时间)，内装载荷1/2分离释放装置火工品动作，完成内装载荷1/2推冲，完成内装载荷的分离释放。同时开启内装载荷2/1的分离释放流程，具体流程与内装载荷1/2分离释放流程一致。

如内装载荷1/2分离释放装置在该时段(60ms内)未反馈“解锁好”状态，为避免内装载荷1/2在未解锁状态下实施内装载荷分离造成的推冲力影响飞行器的姿态稳定控制，则飞行器计算控制设备暂不向内装载荷1/2分离释放装置下达分离释放指令，跳转至内装载荷2/1的分离释放流程：向内装载荷2/1分离释放装置下达内装载荷解锁指令，同时检测内装载荷2/1分离释放装置的解锁状态，如内装载荷2/1在该时段反馈“解锁好”状态，则立即向内装载荷2/1分离释放装置下达分离指令(尽量减少载荷在滑轨中处于自由态的时间)，如内装载荷2/1分离释放装置在该时段(60ms内)未反馈“解锁好”状态，则在60ms时间点出向内装载荷2/1分离释放装置下达分离释放指令，之后再延时固定时间向内装载荷1/2分离释放装置下达分离释放指令，完成内装载荷1与内装载荷2的可靠分离。面对不同故障模式时，通过流程及故障分支的设计，能够保证有效内装载荷在多种复杂情况下均能可靠发射。

本公开的飞行器内装载荷的发射控制方法，通过飞行器卫星信息接收设备或自主目标探测设备接收目标信息；通过比较所述飞行器到目标的距离，根据目标信息或初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行；当所述飞行器制导飞行至预定位置时，启动飞行器对内装载荷的控制，启动成功后，飞行器向所述内装载荷装订信息；当所述内装载荷装订信息成功后，根据所述内装载荷的状态确定所述内装载荷的分离释放顺序；根据所述内装载荷的分离释放顺序，飞行器计算控制设备向所述内装载荷下达解锁指令，并对所述内装载荷的解锁反馈状态进行判别，根据所述内装载荷的解锁反馈状态释放所述内装载荷，完成所述内装载荷的分离发射。能够实现在无人控制的情况下，飞行器在空中完成对内装载荷多维导航及目指关键参数的可靠的装订流程，面对不同故障模式时，通过流程及故障分支的设计，能够保证有效内装载荷在多种复杂情况下均能可靠发射。

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 (7)

1.一种飞行器内装载荷的发射控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过飞行器卫星信息接收设备或自主目标探测设备接收目标信息；

通过比较所述飞行器到目标的距离，根据目标信息或初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行，该步骤包括：当所述飞行器到目标的距离小于等于所述自主目标探测设备的可靠目标探测距离时，根据目标信息对所述飞行器进行制导飞行；其中，当自主目标探测设备接收目标信息失效时，飞行器采信所述飞行器卫星信息接收设备接收卫星发送的目标信息，否则采信自主目标探测设备接收的目标信息，根据目标信息对所述飞行器进行制导飞行；

当所述飞行器制导飞行至预定位置时，启动飞行器对内装载荷的控制，启动成功后，飞行器向所述内装载荷装订信息；

当所述内装载荷装订信息成功后，根据所述内装载荷的状态确定所述内装载荷的分离释放顺序；

根据所述内装载荷的分离释放顺序，飞行器计算控制设备向所述内装载荷下达解锁指令，并对所述内装载荷的解锁反馈状态进行判别，根据所述内装载荷的解锁反馈状态释放所述内装载荷，完成所述内装载荷的分离发射。

2.根据权利要求1所述的发射控制方法，其特征在于，所述通过飞行器卫星信息接收设备接收目标信息，包括：所述飞行器卫星信息接收设备接收卫星发送的目标信息。

3.根据权利要求2所述的发射控制方法，其特征在于，通过比较所述飞行器到目标的距离，根据目标信息或初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行，还包括：

当所述飞行器到目标的距离大于所述自主目标探测设备的可靠目标探测距离时，根据目标信息或初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行；

其中，当卫星信息传输设备传输目标信息有效时，自主目标探测设备采信所述飞行器卫星信息接收设备接收卫星发送的目标信息，根据目标信息对所述飞行器进行制导飞行；

否则，自主目标探测设备采信上一次采信的卫星信息传输设备传输的目标信息或初始装订信息，根据初始装订信息对所述飞行器进行制导飞行。

4.根据权利要求1所述的发射控制方法，其特征在于，所述飞行器包括1个或多个内装载荷，所述内装载荷的状态包括“准备好”和“未准备好”两种状态。

5.根据权利要求4所述的发射控制方法，其特征在于，根据所述内装载荷的状态确定所述内装载荷的分离释放顺序，包括：

针对1个所述内装载荷，当所述内装载荷为“准备好”状态时，执行所述内装载荷分离释放流程，否则持续判断所述内装载荷的状态，若在一定时间内仍为“未准备好”状态，则强制执行所述内装载荷分离释放流程，以分离释放所述内装载荷；

针对多个所述内装载荷，根据所述内装载荷的序号依次执行“准备好”状态的内装载荷分离释放流程，否则，持续判断“未准备好”状态的内装载荷的状态，若在一定时间内仍为“未准备好”状态，则依据“未准备好”状态的内装载荷的序号强制执行内装载荷分离释放流程，以分离释放所述内装载荷。

6.根据权利要求1所述的发射控制方法，其特征在于，所述内装载荷的解锁反馈状态包括“解锁好”和“解锁不好”两种状态。

7.根据权利要求6所述的发射控制方法，其特征在于，根据所述内装载荷的解锁反馈状态释放所述内装载荷，完成所述内装载荷的分离发射，包括：

当所述内装载荷的解锁反馈状态为“解锁好”状态时，飞行器计算控制设备向载荷分离释放装置下达分离内装载荷指令以完成所述内装载荷的分离发射；否则，跳转至下一个内装载荷分离释放流程，下一个载荷分离后，再强制分离前一个载荷。