CN115060114A - 一种单线制制导火箭弹连续发射控制装置及信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于火箭弹发射控制技术领域，具体公开了一种单线制制导火箭弹连续发射控制装置及信号处理方法，该装置包括供电电源、地面发控装置及火控PAD，所述地面发控装置包括主控多功能板、发控调制板块、发控母板、二次电源、箱体及电缆，所述主控多功能板包括发射控制触发脉冲调理电路、发射控制指示灯调理电路、电压检测电路、CAN总线接口电路以及温度监测电路；所述发控调制板块包括发射控制板及通信调制模块，所述发射控制板用于10发火箭弹的发射控制，所述发控调制板块至少设置4套。本发明使用无控火箭弹的点火供电线路进行数据通信，可实现有单管发射及40管多管连续发射，既可以控制发射无控火箭弹，也可以控制发射制导火箭弹。
Description
技术领域
本发明属于火箭弹发射控制技术领域，具体涉及一种单线制制导火箭弹连续发射控制装置及一种单线制制导火箭弹连续发射控制的信号处理方法。
背景技术
传统的无控火箭弹制导化已成为当今兵器发展的最主要的方向。在常规发射平台做适应性改进的情况下，在已有常规弹药之外增加的制导弹药。在正常使用时一般仍使用常规弹药，为了提高打击精度时，则可以使用制导弹药。
传统的无控火箭弹每管与点火器都具有一根点火供电线，该线路通过传输低压、直流信号来实现火箭弹的发射点火控制。根据信号的频谱理论，对火箭弹点火供电线路中的信号进行频谱分析可知，供电线路中信号的频谱仅存在直流以及低频分量用于火箭弹电能的传输，而其余的频段则处于空闲状态，若可以利用该线路中的空闲频段进行装定信息的传输，则可以实现在一条点火供电线路上同时进行电能和装定信息的传输。这一特性使得保持原炮车上的点火供电线路、多管发射平台不动情况下，改造原无控火箭弹发射为兼容发射无控火箭弹及制导火箭弹成为可能。
目前传统的无控火箭弹发射车，在保持原发射平台及线路情况下，可实现多管无控火箭弹及制导火箭弹连续发控,尚未见报道有成熟应用方法。
发明内容
本发明提供了一种单线制制导火箭弹连续发射控制装置(以下简称单线制发控装置)及信号处理方法，有效的利用传统的无控火箭弹发射平台，常规发射平台做适应性改进的情况下，使用无控火箭弹的一根点火供电线进行数据通信，在已有常规无控火箭弹之外增加制导火箭弹，提高打击精度，实现单管发射和40发制导火箭弹精准覆盖打击。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种单线制制导火箭弹连续发射控制装置，设置于炮车，通过炮车现有的点火供电线路与40管发射平台连接，所述单线制制导火箭弹连续发射控制装置包括供电电源、地面发控装置及火控PAD，所述供电电源通过正、负两根电源线连接至所述地面发控装置，所述火控PAD通过一根线缆连接至所述地面发控装置；
所述火控PAD主要用于射击诸元解算、气象文件导入与编辑、与地面发控装置进行数据通讯及发控系统的管理工作；地面发控装置用于控制火箭弹的发射流程，完成参数装定、弹上热电池激活及弹上主发动机击发命令交互等。
所述地面发控装置包括主控多功能板、发控调制板块、发控母板、二次电源、箱体及电缆，所述主控多功能板包括发射控制触发脉冲调理电路、发射控制指示灯调理电路、电压检测电路、CAN总线接口电路以及温度监测电路；
所述发控调制板块包括发射控制板及通信调制模块，所述发射控制板用于10发火箭弹的发射控制，所述发控调制板块至少设置4套；所述发射控制板通过内部CAN总线与所述主控多功能板进行通信交互，所述发射控制板用于制导火箭弹及无控火箭弹的弹种检测及留膛检测，可完成对10发有控火箭弹参数装定、检测和控制、接收点火发射指令。
作为一种优选：所述发射控制板还包括10个功能选择和弹种检测电路，所述功能选择和弹种检测电路用于控制单发炮弹的发射控制及检测。
作为一种优选：所述通信调制模块采用共线装定技术，所述通信调制模块采用数据通信拓扑结构，所述数据通信拓扑结构为总线型通信拓扑结构。
作为一种优选：所述地面发控装置还包括GNSS卫星星历模块，所述GNSS卫星星历模块用于接收BDS-B1I/GPS-L1卫星信号，并采集发射点附近的GNSS星历，给出火箭炮坐标值。
作为一种优选：所述地面发控装置采用底座安装方式，所述箱体为铝材。
本发明还提供了一种单线制制导火箭弹连续发射控制的信号处理方法：对电能进行隔离，防止高频载波调制信号对电能回路进行干扰，点火控制信号和点火信号在恒流源模块内进行了电气隔离，在保险锁未打开之前，控制信号不会对点火回路造成影响，确保点火的安全性和可靠性；
然后将装定信号与电能信号进行耦合，完成耦合后的信号通过点火供电线路信道进行传输；在信道传输的末端，通过隔离电路从耦合信号中恢复出电能，通过解耦电路从耦合信号中恢复出装定信号，实现了火箭弹的电能与装定信息的共线传输。
有益效果：
本发明的单线制发控装置使用无控火箭弹的点火供电线路进行数据通信，可实现有单管发射功能，及40管多管连续发射的功能，可以控制发射无控火箭弹，也可以控制发射制导火箭弹。
地面发控装置采用弹种安全检测、控制信号安全隔离和无控弹恒流点火的发火安全控制设计，采用不大于10mA、时间不大于100ms的脉冲电流进行回路阻值检测，保证安全检测；点火控制信号和点火信号在恒流源模块内进行了电气隔离，在保险锁未打开之前，控制信号不会对点火回路造成影响，确保点火的安全性和可靠性；无控弹点火阻值1Ω～10Ω的范围内可输出2A～2.5A的恒定点火电流，兼容传统的无控火箭弹发射控制。
附图说明
图1为本发明的单线制制导火箭弹连续发射控制装置的信号处理结构示意图；
图2为本发明的单线制制导火箭弹连续发射控制装置与炮车的连接结构示意图；
图3为本发明的单线制制导火箭弹连续发射控制装置的地面发控装置的系统结构示意图；
图4为本发明的单线制制导火箭弹连续发射控制装置的弹种检测隔离电路的结构示意图。
图中：1-供电电源；2-地面发控装置；3-火控PAD；4-发射平台。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例：
单线制发控装置将高频载波调制信号与火箭弹的电能信号通过如图1所示的结构进行处理后，从而实现了火箭弹的电能与装定信息的共线传输。首先，对电能进行隔离，防止高频载波调制信号对电能回路进行干扰，然后将装定信号与电能信号进行耦合，完成耦合后的信号通过点火供电线路信道进行传输；在信道传输的末端，通过隔离电路从耦合信号中恢复出电能，通过解耦电路从耦合信号中恢复出装定信号。
由于多管火箭弹最多40管连续发射的要求，考虑到通道之间的串扰问题，地面发控装置中的通信调制模块最大弹载装定模块负载量为10路，故在发控装置中共有4块通信调制模块。
单线制发控装置由供电电源、地面发控装置及火控PAD组成，单线制发控装置安装在指定型号炮车上，通过炮车上已有的点火供电线路与40管发射平台连接，车体地与单线制发控装置的设备地连接实现信号回路，见图2系统连接示意图。
本发明中的单线制发控装置由供电电源、地面发控装置及火控PAD组成，供电电源通过正、负两根电源线与地面发控装置连接，火控PAD通过一根线缆与地面发控装置连接，通过火控软件实现对火控发射流程的实时操作，地面发控装置通过原炮车上的点火供电线路实现与40管发射平台的供电及数据通信。
单线制发控装置的核心为地面发控装置，其由主控多功能板、发射控制板、通信调制模块、发控母板、二次电源、箱体、电缆等主要部分组成，用于控制制导火箭弹的发射流程，并装定飞行控制参数、GNSS星历参数(BDS-B1I/GPS-L1双星座)等，用于火箭弹的发射控制。其中发射控制板和通信调制模块共4套，每套负责10发火箭弹的发射控制。地面发控装置采用底座安装方式，壳体为铝材。主要组成及连接示意图见图3。
单线制发控装置具有单管发射功能，及多管连续发射的功能；具有40路单线制大功率调制通信功能，可通过信号调制方式完成40发特定型号制导火箭弹参数装定和发射控制等发射控制流程。
主控多功能板主要电路模块有发射控制触发脉冲调理电路、发射控制指示灯调理电路、系统电源+28V电压检测电路、火控计算机+28V电源检测电路、发控设备电源+28V电压检测电路、发控设备电源+5V电压检测电路、保险锁接通电源+28V电压检测电路、制导弹供电+28V电压检测电路、CAN总线接口电路以及发控板附近温度监测电路，GNSS卫星星历模块主要用于接收BDS-B1I/GPS-L1卫星信号，并采集发射点附近的GNSS星历，给出火箭炮坐标值。
发射控制板主要功能为：通过内部CAN总线与主控多功能板进行通信交互、完成制导火箭弹及无控火箭弹的弹种检测和留膛检测、可完成对10发有控火箭弹参数装定、检测和控制、接收点火发射指令。
每块发射控制板控制10发火箭弹，每发弹各有独立的功能选择和弹种检测隔离电路以确保每路安全控制，弹种检测和信号调试控制切换见图4。上电控制继电器常开，只有在上电开关闭合后才闭合导通，给每路火箭弹控制电路供电；功能切换继电器常开，只有在功能控制信号指令发送闭合后才闭合导通；安全保险继电器是最后一道安全开关，只有其闭合，点火线上才正常供电，控制信号才能正常传输。
通信调制模块采用共线装定技术，信息共线装定方法的数据通信拓扑结构，该数据通信拓扑结构是一种改进的总线型通信拓扑结构。地面装定模块使用该拓扑结构控制火箭弹点火供电线路对火箭弹的供电情况，可以实现对每发火箭弹总线地址的动态分配，从而保证每发火箭弹都具有唯一的总线地址，通过电源线载波调制通信技术，实现大功率能量和高速率信息的传输。
主要功能包括：
a)具有10路大功率通信调制功能；
b)具有与发控通信功能；
c)具有测试监测功能；
d)具有ID配置功能。
通信调制模块主要技术参数
a)调制信号适应的电源为：(7～32)V；
b)调制信号幅值：峰峰值4V；
c)多线互扰信号幅度：相邻信号线峰峰值2V。
d)工作电源：电压+5V(直流)，功率2W。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。其它结构和原理与现有技术相同，这里不再赘述。
Claims (6)
1.一种单线制制导火箭弹连续发射控制装置，用于设置于炮车，通过炮车现有的点火供电线路与40管发射平台连接，其特征在于：所述单线制制导火箭弹连续发射控制装置包括供电电源、地面发控装置及火控PAD，所述供电电源通过正、负两根电源线连接至所述地面发控装置，所述火控PAD通过一根线缆连接至所述地面发控装置；
所述地面发控装置包括主控多功能板、发控调制板块、发控母板、二次电源、箱体及电缆，所述主控多功能板包括发射控制触发脉冲调理电路、发射控制指示灯调理电路、电压检测电路、CAN总线接口电路以及温度监测电路；
所述发控调制板块包括发射控制板及通信调制模块，所述发射控制板每块可用于10发火箭弹的发射控制，所述发控调制板块配套安装至发射控制板，为实现40连射功能，配备4套发射控制板及通信调制模块；所述发射控制板通过内部CAN总线与所述主控多功能板进行通信交互，所述发射控制板用于制导火箭弹及无控火箭弹的弹种检测及留膛检测，可完成对10发有控火箭弹参数装定、检测和控制、接收点火发射指令。
2.如权利要求1所述的单线制制导火箭弹连续发射控制装置，其特征在于：所述发射控制板还包括10个功能选择和弹种检测电路，所述功能选择和弹种检测电路用于控制单发炮弹的发射控制及检测。
3.如权利要求1所述的单线制制导火箭弹连续发射控制装置，其特征在于：所述通信调制模块采用共线装定技术，所述通信调制模块采用数据通信拓扑结构，所述数据通信拓扑结构为总线型通信拓扑结构。
4.如权利要求1所述的单线制制导火箭弹连续发射控制装置，其特征在于：所述地面发控装置还包括GNSS卫星星历模块，所述GNSS卫星星历模块用于接收BDS-B1I/GPS-L1卫星信号，并采集发射点附近的GNSS星历，给出火箭炮坐标值。
5.如权利要求1所述的单线制制导火箭弹连续发射控制装置，其特征在于：所述地面发控装置采用底座安装方式，所述箱体为铝材。
6.一种单线制制导火箭弹连续发射控制的信号处理方法，其特征在于：
第一步：首先对电能进行隔离，防止高频载波调制信号对电能回路进行干扰；点火控制信号和点火信号在恒流源模块内进行了电气隔离，在保险锁未打开之前，控制信号不会对点火回路造成影响，确保点火的安全性和可靠性；
第二步：将装定信号与电能信号进行耦合，完成耦合后的信号通过点火供电线路信道进行传输；
第三步：在信道传输的末端，通过隔离电路从耦合信号中恢复出电能，通过解耦电路从耦合信号中恢复出装定信号。
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