CN114727165B - 基于遥测数据确定火箭起飞时刻的方法、装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航天发射技术领域，提供一种基于遥测数据确定火箭起飞时刻的方法、装置，方法包括：控制系统和遥测系统均设置在火箭上，控制系统判断火箭是否起飞，并向遥测系统发送火箭是否起飞的标志信号；遥测系统接收火箭是否起飞的标志信号，将标志信号组装入数据帧，将数据帧调制后发送给地面接收设备；地面接收设备接收数据并解调数据帧，通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻。本方案能够精确地确定火箭起飞时刻，为后续任务的执行作保障。
Description
技术领域
本发明涉及航天发射技术领域，特别是涉及一种基于遥测数据确定火箭起飞时刻的方法、确定火箭起飞时刻的装置。
背景技术
随着人类航天活动的不断开展，我们不断地向太空发射火箭。火箭的起飞时刻的确定对火箭后续的任务执行至关重要。
目前，一般是在距离火箭几千米外的指挥大厅控制火箭的起飞（例如指挥大厅在北京，发射地在酒泉），在点火时刻由指挥大厅发出点火的电信号，火箭点燃燃料之后起飞。现有技术通常根据点火时刻计算。但是由于点火时刻需要将电信号由指挥大厅传输到火箭，火箭点火一段时间后才能真正起飞，如果是固体燃料，点火时刻和起飞时刻相差几百毫秒，如果是液体燃料，点火时刻和起飞时刻相差几秒。
航天相关的计算讲求精确、可靠，相差几百毫秒甚至是几秒会给后续的任务执行带来非常严重的偏差。
因此，亟需开发一种基于遥测数据确定火箭起飞时刻的方法、确定火箭起飞时刻的装置，精确地确定火箭起飞时刻，为后续任务的执行作保障。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于遥测数据确定火箭起飞时刻的方法、确定火箭起飞时刻的装置，精确地确定火箭起飞时刻，为后续任务的执行作保障。
为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种基于遥测数据确定火箭起飞时刻的方法，包括以下步骤：
S1：控制系统和遥测系统均设置在火箭上，控制系统判断火箭是否起飞，并向遥测系统发送火箭是否起飞的标志信号；
S2：遥测系统接收火箭是否起飞的标志信号，将标志信号组装入数据帧，将数据帧调制后发送给地面接收设备；
S3：地面接收设备接收数据并解调数据帧，通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻。
根据本发明一示例实施方式，步骤S1中，所述控制系统判断火箭起飞时刻之前，指挥大厅在点火时刻向火箭上的控制系统发送点火信号，控制系统控制火箭点火。
根据本发明一示例实施方式，步骤S2还包括：所述遥测系统每隔预定时间组装数据帧、调制数据帧并发送数据帧给地面接收设备。
根据本发明一示例实施方式，步骤S3中，所述通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻的方法包括：识别出标志信号，确认火箭是否已起飞，计算出火箭起飞时刻。
根据本发明一示例实施方式，所述确认火箭是否已起飞的方法包括：连续n帧的标志信号均为已起飞的标志信号，则确认火箭已起飞，确认时刻为识别出第1帧标志信号的时间；否则认为火箭未起飞；其中，n为大于或等于3的自然数。
根据本发明一示例实施方式，所述计算出火箭起飞时刻的方法包括：通过确认时刻和传输时延计算出火箭起飞时刻。
根据本发明一示例实施方式，所述通过确认时刻和传输时延计算出火箭起飞时刻的方法包括：采用公式1计算出火箭起飞的时刻；
T0=T-△T 公式1；
其中，T0表示火箭起飞时刻，T表示确认时刻，△T表示从控制系统判断火箭起飞到确认时刻的时间。
根据本发明一示例实施方式，从控制系统判断火箭起飞到确认时刻的时间包括控制系统判断火箭起飞到遥测系统收到火箭起飞的标志信号的时间、遥测系统将火箭起飞的标志信号组装并发给地面接收设备的时间、地面接收设备解调数据帧的时间。
作为本发明的第二方面，提供了一种确定火箭起飞时刻的装置，包括：
控制系统，设置在火箭上，用于判断火箭是否起飞，并向遥测系统发送火箭是否起飞的标志信号；
遥测系统，设置在火箭上，用于接收火箭是否起飞的标志信号，将标志信号组装入数据帧，将数据帧调制后发送给地面接收设备；
地面接收设备，用于接收数据帧并解调数据帧，通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻。
根据本发明一示例实施方式，所述地面接收设备包括天线设备及火箭遥测处理系统，所述天线设备用于接收数据帧并解调数据帧；所述火箭遥测处理系统通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻。
本发明的有益效果是：
本发明的装置和方法通过遥测数据确认火箭起飞时刻的精确时间，为后续任务的执行作保障。
附图说明
图1示意性示出了确定火箭起飞时刻的装置的结构图。
图2示意性示出了基于遥测数据确定火箭起飞时刻的步骤图。
其中，1—控制系统，2—遥测系统，3—地面接收设备。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
作为本发明的第一个实施方式，提供一种确定火箭起飞时刻的装置，如图1所示，包括控制系统1、遥测系统2、地面接收设备3。
控制系统1和遥测系统2均设置在火箭上。控制系统1和遥测系统2相互连接。
控制系统1用于判断火箭是否起飞，并向遥测系统发送火箭是否起飞的标志信号；还用于接收指挥大厅的点火的电信号，控制火箭点火。
遥测系统2用于接收火箭是否起飞的标志信号，将标志信号组装入数据帧，将数据帧调制后发送给地面接收设备3。
地面接收设备3用于接收数据帧并解调数据帧，通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻。地面接收设备3包括相互连接的天线设备和火箭遥测处理系统。天线设备用于接收数据帧并解调数据帧；火箭遥测处理系统通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻。
作为本发明的第二个实施方式，提供一种基于遥测数据确定火箭起飞时刻的方法，如图2所示，包括以下步骤：
本方案采用第一个实施方式的装置，控制系统1和遥测系统2均设置在火箭上，遥测系统2与控制系统1、地面接收设备3通讯地连接。
火箭起飞之前，控制系统1和遥测系统2开启电源，控制系统1间隔预定时间向遥测系统2发送火箭是否起飞的标志信号，此时尚未点火、起飞，标志信号为未起飞，标志为0。遥测系统2间隔预定时间将未起飞的标志信号组装入数据帧，将数据帧调制后发送给地面接收设备3。
点火倒计时完成后，指挥大厅在点火时刻向火箭上的控制系统1发送点火信号，控制系统1控制火箭点火。燃料被点燃后开始燃烧，控制系统1识别燃烧的程度，从而判断火箭是否起飞。
S1：控制系统1判断火箭是否起飞，并向遥测系统2发送火箭是否起飞的标志信号。燃烧到达预定程度后，控制系统1判断火箭起飞，标志信号为已起飞，标志为1。
S2：遥测系统2接收火箭是否起飞的标志信号，将标志信号组装入数据帧，将数据帧调制后发送给地面接收设备3。
遥测系统2每隔预定时间组装数据帧、调制数据帧并发送数据帧给地面接收设备3。
如果控制系统1发送未起飞的标志信号，则将未起飞的标志信号装入数据帧，并将数据帧调制后发送给地面接收设备3。
如果控制系统1发送已起飞的标志信号，则将已起飞的标志信号装入数据帧，并将数据帧调制后发送给地面接收设备3。
S3：地面接收设备3接收数据并解调数据帧，通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻。
地面接收设备3接收数据帧并解调数据帧，形成二进制的字符串，在是否起飞的标志位就能够立刻识别出标志信号是0（未起飞）还是1（已起飞）。
通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻的方法包括：识别出标志信号，确认火箭是否已起飞，计算出火箭起飞时刻。
确认火箭是否已起飞的方法包括：连续n帧的标志信号均为已起飞的标志信号，则确认火箭已起飞，确认时刻为识别出第1帧标志信号的时间；否则认为火箭未起飞；其中，n为大于或等于3的自然数。例如，n等于3，如果连续3帧的标志信号分别为1、0、1，则不认为火箭已起飞；如果连续3帧的标志信号分别为1、1、1，才认为火箭已起飞；如果连续的5帧为1、0、1、1、1，则这5帧的第3帧（即连续3帧标志信号均为已起飞的标志信号的第1帧）为确认时刻，确认火箭已起飞。
计算出火箭起飞时刻的方法包括：通过确认时刻和传输时延计算出火箭起飞时刻。为了更精确计算出火箭起飞的时刻，必须要减去传输过程中的延迟的时间。具体地，采用公式1计算出火箭起飞的时刻；
T0=T-△T 公式1；
其中，T0表示火箭起飞时刻，T表示确认时刻，△T表示从控制系统1判断火箭起飞到确认时刻的时间。
从控制系统1判断火箭起飞到确认时刻的时间包括：控制系统1判断火箭起飞到遥测系统2收到火箭起飞的标志信号的时间△a、遥测系统2将火箭起飞的标志信号组装并发给地面接收设备3的时间△b、地面接收设备3解调数据帧的时间△c；即△T=△a+△b+△c。
本方案通过控制系统1判断火箭的燃烧程度确认是否已起飞，然后通过遥测系统2将已起飞的标志信号发送给地面接收设备3，地面接收设备3识别标志信号并计算出火箭起飞时刻，可以精确地确认火箭起飞时刻，为后续任务的执行做保障。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于遥测数据确定火箭起飞时刻的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制系统和遥测系统均设置在火箭上，控制系统判断火箭是否起飞，并向遥测系统发送火箭是否起飞的标志信号；
S2：遥测系统接收火箭是否起飞的标志信号，将标志信号组装入数据帧，将数据帧调制后发送给地面接收设备；所述遥测系统每隔预定时间组装数据帧、调制数据帧并发送数据帧给地面接收设备；
S3：地面接收设备接收数据帧并解调数据帧，形成二进制的字符串，在是否起飞的标志位通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻；
所述通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻的方法包括：识别出标志信号，确认火箭是否已起飞，计算出火箭起飞时刻；所述确认火箭是否已起飞的方法包括：连续n帧的标志信号均为已起飞的标志信号，则确认火箭已起飞，确认时刻为识别出第1帧标志信号的时间；否则认为火箭未起飞；其中，n为大于或等于3的自然数；
所述计算出火箭起飞时刻的方法包括：通过确认时刻和传输时延计算出火箭起飞时刻；所述通过确认时刻和传输时延计算出火箭起飞时刻的方法包括：采用公式1计算出火箭起飞的时刻；
T0=T-△T 公式1；
其中，T0表示火箭起飞时刻，T表示确认时刻，△T表示从控制系统判断火箭起飞到确认时刻的时间；从控制系统判断火箭起飞到确认时刻的时间包括控制系统判断火箭起飞到遥测系统收到火箭起飞的标志信号的时间、遥测系统将火箭起飞的标志信号组装并发给地面接收设备的时间、地面接收设备解调数据帧的时间。
2.根据权利要求1所述的基于遥测数据确定火箭起飞时刻的方法，其特征在于，步骤S1中，所述控制系统判断火箭起飞时刻之前，指挥大厅在点火时刻向火箭上的控制系统发送点火信号，控制系统控制火箭点火。
3.一种确定火箭起飞时刻的装置，其特征在于，包括：
控制系统，设置在火箭上，用于判断火箭是否起飞，并向遥测系统发送火箭是否起飞的标志信号；
遥测系统，设置在火箭上，用于接收火箭是否起飞的标志信号，将标志信号组装入数据帧，将数据帧调制后发送给地面接收设备；所述遥测系统每隔预定时间组装数据帧、调制数据帧并发送数据帧给地面接收设备；
地面接收设备，用于接收数据帧并解调数据帧，形成二进制的字符串，在是否起飞的标志位通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻；所述通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻的方法包括：识别出标志信号，确认火箭是否已起飞，计算出火箭起飞时刻；所述确认火箭是否已起飞的方法包括：连续n帧的标志信号均为已起飞的标志信号，则确认火箭已起飞，确认时刻为识别出第1帧标志信号的时间；否则认为火箭未起飞；其中，n为大于或等于3的自然数；所述计算出火箭起飞时刻的方法包括：通过确认时刻和传输时延计算出火箭起飞时刻；所述通过确认时刻和传输时延计算出火箭起飞时刻的方法包括：采用公式1计算出火箭起飞的时刻；
T0=T-△T 公式1；
其中，T0表示火箭起飞时刻，T表示确认时刻，△T表示从控制系统判断火箭起飞到确认时刻的时间；从控制系统判断火箭起飞到确认时刻的时间包括控制系统判断火箭起飞到遥测系统收到火箭起飞的标志信号的时间、遥测系统将火箭起飞的标志信号组装并发给地面接收设备的时间、地面接收设备解调数据帧的时间。
4.根据权利要求3所述的确定火箭起飞时刻的装置，其特征在于，所述地面接收设备包括天线设备及火箭遥测处理系统，所述天线设备用于接收数据帧并解调数据帧；所述火箭遥测处理系统通过识别出标志信号确定火箭起飞时刻。
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