CN114485264B - 一种筒装导弹发射的点火控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种筒装导弹发射的点火控制方法及系统，在导弹点火前先采集筒装导弹发射的开关量信号，根据开关量信号判断是否满足点火条件，在满足点火条件的状态下才触发点火，避免在导弹准备状态不达标的情形下就触发点火，保证导弹的响应速度和可靠性；以导弹发射的预备状态（在位状态、导弹上电状态、远程发控的连接状态）、密封罩内温湿度环境状态和唯一点火命令来保证导弹发射过程的导弹的响应速度和状态及其稳定性，提高导弹安全性。

Description

一种筒装导弹发射的点火控制方法及系统

技术领域

本发明涉及导弹发射控制技术领域，具体涉及一种筒装导弹发射的点火控制方法及系统。

背景技术

导弹的发射由导弹发控系统来控制，导弹发控系统一般包含供电和点火两个过程。供电是指在导弹发射前将地面电源设备接入导弹并使导弹处于正常供电状态。点火是指在得到导弹发射指令后，将点火电源接入导弹，并按照预定的发射流程依次控制点火电路点燃各个点火步骤的火工品，最后点燃导弹的发动机，将导弹发射出去。

由于导弹属于精密设备，其中有很多精密部件，所以不寻常的“吝啬”对湿度、温度等非常敏感，因此拥有一个恒定稳定的环境就显得尤为重要；必须实时保持导弹的新鲜度，隔离外部不利因素的影响，除了需要裸挂的特殊类型导弹外，大量导弹需要常年留在发射筒内；虽然发射筒内密封保存，但是长时间放置过程，发射筒内的温度湿度不可避免会因外界环境因素变化而变化，若直接对导弹点火，无法保证导弹的响应速度和可靠性，存在安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：对于需要年留在发射筒内的导弹，虽然发射筒内密封保存，但是长时间放置过程，发射筒内的温度湿度无法保证达标，若直接对筒装导弹进行点火发射，无法保证导弹的响应速度和可靠性，存在安全隐患；本发明目的在于提供一种筒装导弹发射的点火控制方法及系统，通过在触发点火之前先进行点火条件判定，当满足点火条件后才触发发射发动机点火和机电保险器点火，避免在导弹准备状态不达标的情形下就触发点火，保证导弹的响应速度和可靠性。

本发明通过下述技术方案实现：

本方案提供一种筒装导弹发射的点火控制方法，包括步骤：

对导弹发射装置及导弹状态监控设备进行供电；

采集筒装导弹发射的开关量信号；

基于开关量信号进行点火条件判定，当开关量信号满足点火条件后触发发射发动机点火和机电保险器点火。

本方案工作原理：对于需要常年留在发射筒内的导弹来说，虽然发射筒内密封保存，但长时间放置，发射筒内的温度湿度不可避免会因外界环境因素变化而变化，若直接对导弹点火，无法保证导弹的响应速度和可靠性，存在安全隐患。本方案提供的筒装导弹发射点火方法，在导弹点火前先采集筒装导弹发射的开关量信号，根据开关量信号判断是否满足点火条件，在满足点火条件的状态下才触发点火，避免在导弹准备状态不达标的情形下就触发点火，保证导弹的响应速度和可靠性。

进一步优化方案为，所述开关量信号包括：密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度、导弹在位状态、导弹上电状态、远程发控连接状态和点火命令。

进一步优化方案为，所述点火条件判定方法包括：

S1、判断密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度是否超过阈值范围，当密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度在阈值范围内时进入S2，否则判定不满足点火条件；

S2、当开关量信号同时满足导弹在位、导弹上电、远程发控连接状态时进行点火命令查询，当查询到唯一点火命令时判定开关量信号满足点火条件；

所述唯一点火信号为来自远程发控端的点火信号或本地发控端的点火信号。

由于导弹属于精密设备，其中有很多精密部件，所以不寻常的“吝啬”对湿度、温度等非常敏感，因此拥有一个恒定稳定的环境就显得尤为重要；必须实时保持导弹的新鲜度，隔离外部不利因素的影响，因此需要首先判断密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度是否超过阈值范围，若密发射筒内的温度和湿度已经超过阈值范围，说明导弹的保存环境基础已经异常，导弹的响应速度和状态可能会受影响，此时应立即停止点火；除了密封罩内的环境参数，封闭在密封罩的导弹是否在位也是关键，因此也需要检测导弹是否在位。

对于具有远程发控端的系统来说，点火命令可能来自于远程发控端或本地发控端，为了避免远程发控端和本地发控端同时发出点火命令而导致系统错乱影响导弹发射时，在只查询到唯一点火命令时才判定开关量信号满足点火条件。

本方案以导弹发射的预备状态（在位状态、导弹上电状态、远程发控的连接状态）、密封罩内温湿度环境状态和唯一点火命令来保证导弹发射过程的导弹的响应速度和状态及其稳定性，提高导弹安全性。

本方案还提供一种筒装导弹发射的点火控制系统，基于上述方法构建，包括：任务模块、导弹发射模块、导弹状态监控模块和电源模块；

所述电源模块为导弹发射模块和导弹状态监控模块供电；

所述导弹状态监控模块采集导弹发射模块的开关量信号；

所述任务模块融合导弹发射模块、导弹状态监控模块和电源模块的信息完成导弹发射控制流程；

所述任务模块根据开关量信号进行点火条件判定，当开关量信号满足点火条件后，电源模块触发发射发动机点火和机电保险器点火。

进一步优化方案为，还包括：远程发控单元、本地操控单元和观瞄单元；所述远程发控单元和本地操控单元均用于向任务模块发送操控指令；

所述导弹状态监控模块包括：用于采集密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度的温度和湿度采集单元，用于监测导弹是否在位以导弹上电状态，并在导弹发射后对导弹进行实时定位的定位单元，和用于实现导弹与任务模块之间进行数据交互的数据链单元。

进一步优化方案为，所述电源模块包括电流检测单元，电流检测单元对电源模块发出的每一路点火特征电流的幅值及脉宽进行实时采集判断，当有超限即刻关断电源模块并向任务模块上报状态；

所述点火特征电流包括使控制电池激活的电流、使舵机电池激活的电流、发射筒开盖的电流、使发射发动机点火的电流和使机电保险器点火的电流。

由于电源模块输出的点火信号时间精度要求较高，需达到ms级精度控制，因此由任务模块作为主控器实现对电源模块各路电源输出的控制，电源模块上只设计各电源转换电路，无主控芯片，电源模块去往筒架连接器的电气接口有5种：舵机电池激活、控制电池激活、发射发动机点火、发射筒开盖和机电保险。这5种电气接口均采用电流信号作为触发，这5路信号不会出现同时触发的情况；考虑出现异常状态时，对电源模块的各路电源输出进行电流监测，在电源开关的输出端加入电流监测芯片实时检测负载的电流值，若电流值超过预设值后，立即关断相应的电源输出，从而达到保护设备的作用。

进一步优化方案为，还包括显控模块，观瞄单元和数据链单元中的视频图像数据输入显控模块进行输出显示，所述显控模块还根据任务板发送的命令对视频图像数据进行预处理后进行输出显示，所述预处理包括图像、字符信息的叠加处理。

本方案还设置显控模块，便于实现导弹发控过程中视频控制和图像/字符叠加显示功能，同时具备观瞄单元的高清视频以及数据链单元的PAL制式视频接入功能，便于操作人员及时掌握导弹发射的状态。

进一步优化方案为，所述显控模块包括FPGA和图像接口，由括FPGA和图像接口完成视频图像数据输入采集、预处理与视频图像数据输出。

进一步优化方案为，所述图像接口包括HDMI接口和PAL接口，观瞄单元通过HDMI接口向显控模块输入视频图像数据，数据链单元通过PAL接口向显控模块输入视频图像数据；

所述HDMI接口包括：HDMI输入口/输出口、ESD保护电路和解码器/编码器；所述ESD保护电路安装在HDMI输入口/输出口；

来自观瞄单元和数据链单元中的视频图像数据进入HDMI输入口后经过解码器解码为24位RGB格式或YCbCr 16位格式，然后进入FPGA进行预处理；

FPGA将预处理好的视频图像数据经编码器编码产生TMDS信号后通过HDMI输出口输出。

进一步优化方案为，所述数据链单元中数据通过PAL接口后通过最近邻近差值法进行分辨率扩充，并进行帧复制后转换为标准XGA格式。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明提供的一种筒装导弹发射的点火控制方法及系统，在导弹点火前先采集筒装导弹发射的开关量信号，根据开关量信号判断是否满足点火条件，在满足点火条件的状态下才触发点火，避免在导弹准备状态不达标的情形下就触发点火，保证导弹的响应速度和可靠性；以导弹发射的预备状态（在位状态、导弹上电状态、远程发控的连接状态）、密封罩内温湿度环境状态和唯一点火命令来保证导弹发射过程的导弹的响应速度和状态及其稳定性，提高导弹安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为筒装导弹发射的点火控制系统结构示意图；

图2为HDMI接口输入示意图；

图3为HDMI接口输出示意图；

图4为PAL接口输入示意图。

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，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例提供一种筒装导弹发射的点火控制方法，包括步骤：

对导弹发射装置及导弹状态监控设备进行供电；

采集筒装导弹发射的开关量信号；

基于开关量信号进行点火条件判定，当开关量信号满足点火条件后触发发射发动机点火和机电保险器点火。

所述开关量信号包括：密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度、导弹在位状态、导弹上电状态、远程发控连接状态和点火信号。

所述点火条件判定方法包括：

S1、判断密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度是否超过阈值范围，当密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度在阈值范围内时进入S2，否则判定不满足点火条件；

S2、当开关量信号同时满足导弹在位、导弹上电、远程发控连接状态时进行点火信号查询，当查询到唯一点火信号时判定开关量信号满足点火条件；

所述唯一点火信号为来自远程发控端的点火信号或本地发控端的点火信号。

实施例2

本实施例提供一种筒装导弹发射的点火控制系统，基于上一实施例的方法构建，如图1所示，包括：任务模块、导弹发射模块、导弹状态监控模块和电源模块；

所述电源模块为导弹发射模块和导弹状态监控模块供电；

所述导弹状态监控模块采集导弹发射模块的开关量信号；

所述任务模块融合导弹发射模块、导弹状态监控模块和电源模块的信息完成导弹发射控制流程；

所述任务模块根据开关量信号进行点火条件判定，当开关量信号满足点火条件后，电源模块触发发射发动机点火和机电保险器点火。

任务模块为点火控制系统的处理核心，任务模块通过串口或数字IO口与其他模块连接，实现发控单元任务管理、图像显示、时序点火、供电控制等功能；同时，任务模块融合导弹、数据链单元、观瞄单元、电池、定位单元等，按时序完成导弹发射发控流程；

本系统还包括：远程发控单元、本地操控单元和观瞄单元；

所述远程发控单元和本地操控单元均用于向任务模块发送操控指令；

所述导弹状态监控模块包括：用于采集密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度的温度和湿度采集单元，用于监测导弹是否在位以导弹上电状态，并在导弹发射后对导弹进行实时定位的定位单元，和用于实现导弹与任务模块之间进行数据交互的数据链单元。

所述电源模块包括电流检测单元，电流检测单元对电源模块发出的每一路点火特征电流的幅值及脉宽进行实时采集判断，当有超限即刻关断电源模块并向任务模块上报状态；

所述点火特征电流包括使控制电池激活的电流、使舵机电池激活的电流、发射筒开盖的电流、使发射发动机点火的电流和使机电保险器点火的电流。本实施例中的点火特征电流如表1所示，电源板发出的每一路点火信号所消耗的功率需不大于240W。

表1 点火特征电流

名称	去向	电流	脉冲宽度	负载阻值
					控制电池激活	导弹	单路，电流5A~8A	60ms±5ms	0.8Ω~1.2Ω
舵机电池激活	导弹	单路，电流5A~8A	60ms±5ms	0.8Ω~1.2Ω
					发射发动机点火	导弹	单路，电流10A~16A	60ms±5ms	0.35Ω~0.7Ω
机电保险器点火	发射筒	单路，电流5A~8A	60ms±5ms	0.8Ω~1.2Ω
					发射筒开盖	发射筒	单路，电流5A~8A	60ms±5ms	0.8Ω~1.2Ω

还包括显控模块，观瞄单元和数据链单元中的视频图像数据输入显控模块进行输出显示，所述显控模块还根据任务板发送的命令对视频图像数据进行预处理后进行输出显示，所述预处理包括图像、字符信息的叠加处理。

所述显控模块由FPGA和图像接口完成视频图像数据输入采集、预处理与视频图像数据输出。

视频图像数据输出至目镜显示、图像记录或远端视频端进行显示，输出的分辨率：1280×1024，帧率：60fps。

所述图像接口包括HDMI接口和PAL接口，观瞄单元通过HDMI接口向显控模块输入视频图像数据，数据链单元通过PAL接口向显控模块输入视频图像数据；

如图2和图3所示，所述HDMI接口包括：HDMI输入口/输出口、ESD保护电路和解码器/编码器；所述ESD保护电路安装在HDMI输入口/输出口；

采用ADV7611芯片作为解码器，该芯片TMDS时钟频率：最大值为165 MHz，支持高清多媒体接口(HDMI®)1.4a功能，支持最大分辨率为1080P@60或者UXGA 60Hz，8位的分辨率，系统HDMI输入分辨率为1280×1204@50，根据VESA标准可知该时钟为90MHz，小于最大值165MHz，因此ADV7611满足系统要求，此外ADV7611在硬件设计时，3.3V需要早于1.8V上电。

系统工作时，来自观瞄单元和数据链单元中的视频图像数据进入HDMI输入口后经过解码器解码为24位RGB格式或YCbCr 16位格式，然后进入FPGA进行预处理；

采用ADV7511芯片作为编码器，该芯片TMDS时钟频率：最大值为165 MHz，支持高清多媒体接口(HDMI®) 1.4a功能，支持最大分辨率为1080P@60或者UXGA 60Hz，8位的分辨率，系统HDMI输入分辨率为1280×1204@50，根据VESA标准可知该时钟为90MHz，小于最大值165MHz，因此ADV7511符合系统要求。

系统工作时，FPGA将处理好的24位RGB数据输入给ADV7511进行编码，产生TMDS信号进行输出。

FPGA将预处理好的视频图像数据经编码器编码产生TMDS信号后通过HDMI输出口输出。如图4所示，模拟视频数据通过PAL接口输入，采用ADV7181C解码器对来自数据链单元的模拟视频数据进行解码后输入到FPGA进行处理。

ADV7181C为视频解码器，支持NTSC/PAL/SECAM制式，支持6路模拟视频输入，内部含有4路10Bit ADC支持CVBS（复合）、Y/C（S视频）、RGB输入、YPrPb（分量）视频输入，模拟视频数据经过解码后，将PAL视频转换8位BT.601/656接口标准的视频数据，选择8位BT.601/656时，数据选择高8位P[19:12]；支持嵌入式EAV/SAV时序码、外部视频同步信号以及I2C通信协议，I2C地址选择由ALSB引脚进行设置0：0X40；1：0X42。

所述数据链单元中数据通过PAL接口后通过最近邻近差值法进行分辨率扩充，并进行帧复制后转换为标准XGA格式。

PAL制模拟视频信号经去隔行变换后为25帧/秒的数字视频信号，还需进一步将其转换为60帧/秒的视频信号，本实施例采用最简单的帧复制的方式来实现25帧到60帧的转换。具体操作过程为：将PAL制视频信号存入存储器A的同时，主控WSC2810芯片以更高的频率将存储器B中存放的视频帧读出；25帧/秒和60帧/秒的帧频比为5：12，因此处理数据以5帧作为一个量化基数，相当于每存入5帧就要读出12帧；12帧是利用帧复制的方法将存入在存储器A中5帧的第一帧、第四帧读出3次，其余各帧读出2次，即以3：2：3：2：2的形式进行读取，这样即可顺利完成帧频的转换。

根据系统要求，需要将分辨率为720×576的PAL制视频格式转换为分辨率为1024×768的标准XGA格式，即需要进行分辨率的扩充。本实施例采用了最邻近插值法来实现其分辨率的扩充，具体操作过程为：读取原始信号时对原视频信号的像素所在坐标做3：4的放大，然后对放大后的值取四舍五入，这样可以使分辨率变为960×768，再在每行的两侧各补充32个0，这样即可把分19辨率由720×576变为1024×768。要实现3：4的放大，实际上就是原图像到目标图像的坐标变换。

以上所述的具体实施方式，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方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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 (7)

1.一种筒装导弹发射的点火控制方法，其特征在于，包括步骤：

对导弹发射装置及导弹状态监控设备进行供电；

采集筒装导弹发射的开关量信号；

基于开关量信号进行点火条件判定，当开关量信号满足点火条件后触发发射发动机点火和机电保险器点火；

所述开关量信号包括：密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度、导弹在位状态、导弹上电状态、远程发控连接状态和点火命令；

所述点火条件判定方法包括：

S1、判断密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度是否超过阈值范围，当密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度在阈值范围内时进入S2，否则判定不满足点火条件；

S2、当开关量信号同时满足导弹在位、导弹上电、远程发控连接状态时进行点火命令查询，当查询到唯一点火命令时判定开关量信号满足点火条件；

所述唯一点火命令为来自远程发控端的点火信号或本地发控端的点火信号。

2.一种筒装导弹发射的点火控制系统，基于权利要求1方法构建，其特征在于，包括：任务模块、导弹发射模块、导弹状态监控模块和电源模块；

所述电源模块为导弹发射模块和导弹状态监控模块供电；

所述导弹状态监控模块采集导弹发射模块的开关量信号；

所述任务模块融合导弹发射模块、导弹状态监控模块和电源模块的信息完成导弹发射控制流程；

所述任务模块根据开关量信号进行点火条件判定，当开关量信号满足点火条件后，电源模块触发发射发动机点火和机电保险器点火；

还包括：远程发控单元、本地操控单元和观瞄单元；所述远程发控单元和本地操控单元均用于向任务模块发送操控指令；

所述导弹状态监控模块包括：用于采集密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度的温度和湿度采集单元；用于监测导弹是否在位以导弹上电状态，并在导弹发射后对导弹进行实时定位的定位单元；和用于实现导弹与任务模块之间进行数据交互的数据链单元；

所述任务模块根据开关量信号进行点火条件判定的过程包括：

S1、判断密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度是否超过阈值范围，当密封罩关闭状态下发射筒内的温度和湿度在阈值范围内时进入S2，否则判定不满足点火条件；

S2、当开关量信号同时满足导弹在位、导弹上电、远程发控连接状态时进行点火命令查询，当查询到唯一点火命令时判定开关量信号满足点火条件；

所述唯一点火命令为来自远程发控端的点火信号或本地发控端的点火信号。

3.根据权利要求2所述的一种筒装导弹发射的点火控制系统，其特征在于，所述电源模块包括电流检测单元，电流检测单元对电源模块发出的每一路点火特征电流的幅值及脉宽进行实时采集判断，当有超限即刻关断电源模块并向任务模块上报状态；

所述点火特征电流包括使控制电池激活的电流、使舵机电池激活的电流、发射筒开盖的电流、使发射发动机点火的电流和使机电保险器点火的电流。

4.根据权利要求2所述的一种筒装导弹发射的点火控制系统，其特征在于，还包括显控模块，观瞄单元和数据链单元中的视频图像数据输入显控模块进行输出显示，所述显控模块还根据任务模块发送的命令对视频图像数据进行预处理后进行输出显示，所述预处理包括图像、字符信息的叠加处理。

5.根据权利要求4所述的一种筒装导弹发射的点火控制系统，其特征在于，所述显控模块由FPGA和图像接口完成视频图像数据输入采集、预处理与视频图像数据输出。

6.根据权利要求5所述的一种筒装导弹发射的点火控制系统，其特征在于，所述图像接口包括HDMI接口和PAL接口，观瞄单元通过HDMI接口向显控模块输入视频图像数据，数据链单元通过PAL接口向显控模块输入视频图像数据；

所述HDMI接口包括：HDMI输入口/输出口、ESD保护电路和解码器/编码器；所述ESD保护电路安装在HDMI输入口/输出口；

来自观瞄单元和数据链单元中的视频图像数据进入HDMI输入口后经过解码器解码为24位RGB格式或YCbCr 16位格式，然后进入FPGA进行预处理；

FPGA将预处理好的视频图像数据经编码器编码产生TMDS信号后通过HDMI输出口输出。

7.根据权利要求6所述的一种筒装导弹发射的点火控制系统，其特征在于，所述数据链单元中数据通过PAL接口后通过最近邻近差值法进行分辨率扩充，并进行帧复制后转换为标准XGA格式。

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