CN112082436B - 一种运载火箭遥测*** - Google Patents

一种运载火箭遥测*** Download PDF

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Abstract

本申请提供的一种运载火箭遥测***，包括：箭载遥测模块和地面控制模块；其中，箭载遥测模块包括数据采集装置，箭载遥测模块与地面控制模块通过光纤链路连接；地面控制模块，用于向箭载遥测模块发送控制指令；箭载遥测模块，用于获取控制指令，根据控制指令控制数据采集装置采集对应的检测数据，并基于光纤链路将检测数据发送至地面控制模块；地面控制模块，还用于获取检测数据，根据检测数据对运载火箭进行检测，并生成检测结果。可以通过控制指令控制数据采集装置采集当前需要的检测数据，减轻了数据传输压力，同时提高了数据传输效率，且该***中的检测数据是基于光纤链路进行传输的，传输速度快，进一步提高了数据传输效率。

Description

一种运载火箭遥测***
技术领域
本发明涉及火箭遥测领域，具体涉及一种运载火箭遥测***。
背景技术
目前，为了保障运载火箭的安全性，在运载火箭发射前需要对其进行严谨的安全性检测。
在现有技术中，通常基于运载火箭上的数据采集装置采集运载火箭的各检测数据，并对大量的检测数据进行打包组帧，再通过RS-422电路将其传输至地面中继器；基于地面中继器对打包组帧后的检测数据进行整形，再通过RS-422电路将其传输至协议转换器；基于协议转换器对其进行通讯协议的转换，以将其通讯协议转换为地面控制器可兼容的通讯协议；最后，将完成协议转换的检测数据发送至地面控制器，地面控制器根据接收到的检测数据对运载火箭进行安全性检测。
但是，在目前的现有技术中，由于运载火箭的研发技术在不断提高，安全性检测的复杂度也在不断提高，数据采集装置需要采集的检测数据也越来越多，导致数据传输压力较大，且数据传输效率较低。因此，急需一种可以减轻数据传输压力的遥测***，对提高数据传输效率有重要意义。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的数据传输压力大，数据传输速率低的缺陷，从而提供一种运载火箭遥测***。
本申请提供一种运载火箭遥测***，包括：箭载遥测模块和地面控制模块；其中，所述箭载遥测模块包括数据采集装置，所述箭载遥测模块与所述地面控制模块通过光纤链路连接；
所述地面控制模块，用于向所述箭载遥测模块发送控制指令；
所述箭载遥测模块，用于获取所述控制指令，根据所述控制指令控制数据采集装置采集对应的检测数据，并基于所述光纤链路将所述检测数据发送至所述地面控制模块；
所述地面控制模块，还用于获取所述检测数据，根据所述检测数据对所述运载火箭进行检测，并生成检测结果。
可选的，所述箭载遥测模块包括自检测装置；
所述自检测装置，用于获取所述检测数据，根据所述检测数据进行自检测，生成自检测结果，并将所述自检测结果发送至所述地面控制模块。
可选的，所述箭载遥测模块还包括参数配置装置；
所述地面控制模块，还用于向所述箭载遥测模块发送配置参数指令；
所述参数配置装置，用于根据所述配置参数指令调节运载火箭的配置参数。
可选的，所述地面控制模块，还用于：
根据所述检测结果，和/或，所述自检测结果，对所述配置参数指令进行调整。
可选的，所述地面控制模块，还用于：
获取预设发射任务要求，并根据所述预设发射任务要求生成所述配置参数指令。
可选的，所述地面控制模块，还用于获取预设检测要求，并根据所述预设检测要求生成所述控制指令。
可选的，所述箭载遥测模块和地面控制模块均采用以太网通讯协议。
可选的，所述光纤链路上设有脱拔连接器；
所述脱拔连接器，用于在所述运载火箭待发射时，接收所述地面控制模块发送的脱拔信号，并根据所述脱拔信号做分离处理，以使所述光纤链路断开。
可选的，在所述脱拔连接器与所述地面控制模块之间的光纤链路上设有光纤转换头；
所述光纤转换头，用于在运载火箭发射时，隔绝所述运载火箭的尾焰。
可选的，所述箭载遥测模块包括第一信号转换装置，所述地面控制模块包括第二信号转换装置；
所述第二信号转换装置，用于将数字信号形式下的控制指令转换为相应的光信号形式下的控制指令，并将所述光信号形式下的控制指令发送至所述箭载遥测模块；
所述第一信号转换装置，用于将接收到的光信号形式下的控制指令转换为相应的数字信号形式下的控制指令；将数字信号形式下的检测数据转换为相应的光信号形式下的检测数据，并将所述光信号形式下的检测数据发送至所述地面控制模块；
所述第二信号转换装置，还用于将接收到的所述光信号形式下的检测数据转换为对应的数字信号形式下的检测数据。
本申请技术方案，具有如下优点：
本申请提供的一种运载火箭遥测***，包括：箭载遥测模块和地面控制模块；其中，箭载遥测模块包括数据采集装置，箭载遥测模块与地面控制模块通过光纤链路连接；地面控制模块，用于向箭载遥测模块发送控制指令；箭载遥测模块，用于获取控制指令，根据控制指令控制数据采集装置采集对应的检测数据，并基于光纤链路将检测数据发送至地面控制模块；地面控制模块，还用于获取检测数据，根据检测数据对运载火箭进行检测，并生成检测结果。上述方案提供的***，可以通过控制指令控制数据采集装置采集当前需要的检测数据，即每次仅传输当前需要的检测数据，减轻了数据传输压力，同时提高了数据传输效率，且该***中的检测数据是基于光纤链路进行传输的，传输速度快，进一步提高了数据传输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的传统运载火箭遥测***的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种运载火箭遥测***的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的示例性的以太网通讯包的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种运载火箭遥测***的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的再一种运载火箭遥测***的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种运载火箭遥测***的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的又一种运载火箭遥测***的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的又一种运载火箭遥测***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在以下各实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，为现有的传统运载火箭遥测***的结构示意图，如图1可以看出传统的运载火箭遥测***仅可以实现单向的数据传输。且通常基于运载火箭上的数据采集装置采集运载火箭的各检测数据，并对大量的检测数据进行打包组帧，再通过RS-422电路将其传输至地面中继器；基于地面中继器对打包组帧后的检测数据进行整形，再通过RS-422电路将其传输至协议转换器；基于协议转换器对其进行通讯协议的转换，以将其通讯协议转换为地面控制器可兼容的通讯协议；最后，将完成协议转换的检测数据发送至地面控制器，地面控制器根据接收到的检测数据对运载火箭进行安全性检测。但是，由于运载火箭的研发技术在不断提高，安全性检测的复杂度也在不断提高，数据采集装置需要采集的检测数据也越来越多，导致数据传输压力较大，且数据传输效率较低。
针对上述问题，本申请实施例提供的运载火箭遥测***，包括：箭载遥测模块和地面控制模块；其中，箭载遥测模块包括数据采集装置，箭载遥测模块与地面控制模块通过光纤链路连接；地面控制模块，用于向箭载遥测模块发送控制指令；箭载遥测模块，用于获取控制指令，根据控制指令控制数据采集装置采集对应的检测数据，并基于光纤链路将检测数据发送至地面控制模块；地面控制模块，还用于获取检测数据，根据检测数据对运载火箭进行检测，并生成检测结果。上述方案提供的***，可以通过控制指令控制数据采集装置采集当前需要的检测数据，即每次仅传输当前需要的检测数据，减小了数据传输压力，同时提高了数据传输效率，且该***中的检测数据是基于光纤链路进行传输的，传输速度快，进一步提高了数据传输效率。
下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
本申请实施例提供了一种运载火箭遥测***，用于解决现有技术中的运载火箭遥测***的数据传输压力较大，数据传输效率较低的技术问题。
如图2所示，为本申请实施例提供的一种运载火箭遥测***的结构示意图，该运载火箭遥测***20包括：箭载遥测模块201和地面控制模块202；其中，箭载遥测模块201包括数据采集装置2011，箭载遥测模块201与地面控制模块202通过光纤链路203连接。
其中，地面控制模块202，用于向箭载遥测模块201发送控制指令；箭载遥测模块201，用于获取控制指令，根据控制指令控制数据采集装置2011采集对应的检测数据，并基于光纤链路203将检测数据发送至地面控制模块202；地面控制模块202，还用于获取检测数据，根据检测数据对运载火箭进行检测，并生成检测结果。
需要解释的是，箭载遥测模块201位于运载火箭上，其中，检测数据可以是该运载火箭的各种力学热学环境参数、图像视频参数和相关器件的工况参数等。
具体地，在一实施例中，地面控制模块202还用于获取预设检测要求，并根据预设检测要求生成控制指令。
其中，预设检测要求可以包括检测类型和检测时间等相关信息。
示例性的，在对运载火箭进行检测的过程中，检测数据主要包括冲击参数、振动参数、噪声参数、温度参数、压力参数、热流参数、视频参数以及关键设备运行状态参数等。其中，冲击参数、振动参数以及噪声参数的数据量较大，且在运载火箭发射前，无需对其进行检测。因此，为了进一步减小了数据传输压力，可对各参数进行选择性获取，即暂不获取冲击参数、振动参数以及噪声参数。
具体地，在一实施例中，为了进一步提高数据传输效率，箭载遥测模块201和地面控制模块202均采用以太网通讯协议。
需要解释的是，现有技术中的运载火箭遥测***通常采用PCM反码副帧通讯协议，而地面控制器通常采用以太网通讯协议，所以在将检测数据发送至地面控制器之前，需要基于协议转换器对PCM反码副帧通讯协议下的检测数据进行协议转换，协议转换操作主要包括增加时码和数据组包等，操作流程较为复杂，不利于保证数据传输效率，且可靠性较低。
具体地，使箭载遥测模块201采用与地面控制模块202相同的通讯协议，可以减少进行协议转换的步骤，从而提高了数据传输效率，且提高了数据传输的可靠性，以太网通讯协议可以实现箭载遥测模块201采用与地面控制模块202之间的数据双向传输。
示例性的，如图3所示，为本申请实施例提供的示例性的以太网通讯包的结构示意图。其中，有效数据区采用地面控制模块202网络通用的数据结构，有效数据区包括时码、数据包类型和遥测全帧。其中，时码用于标识遥测全帧中数据采集组帧时刻的相对时间，便于数据判读；数据包类型用于数据的识别；遥测全帧为一个遥测周期的全部数据，该数据包以一个遥测全帧数据采集组帧所需时间为周期循环发送。
其中，由于光纤链路203是一种光传导工具，即仅可以传输光信号形式下的检测数据，而数据采集装置2011采集到的检测数据是数字信号形式下的，地面控制模块202所发送的控制指令也是数字信号形式下的，且地面控制模块202仅可以识别数字信号形式下的检测数据。
为了解决上述问题，具体地，在一实施例中，如图4为本申请实施例提供的另一种运载火箭遥测***的结构示意图，作为一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，箭载遥测模块201包括第一信号转换装置2012，地面控制模块202包括第二信号转换装置2021；
其中，第二信号转换装置2021，用于将数字信号形式下的控制指令转换为相应的光信号形式下的控制指令，并将光信号形式下的控制指令发送至箭载遥测模块201；第一信号转换装置2012，用于将接收到的光信号形式下的控制指令转换为相应的数字信号形式下的控制指令；将数字信号形式下的检测数据转换为相应的光信号形式下的检测数据，并将光信号形式下的检测数据发送至地面控制模块202；第二信号转换装置2021，还用于将接收到的光信号形式下的检测数据转换为对应的数字信号形式下的检测数据。
具体地，箭载遥测模块201和地面控制模块202在分别进行控制指令和检测数据的接收后，均需要进行信号形式的转换，即将光纤链路203传输来的光信号转换为相应的数字信号。类似的，箭载遥测模块201和地面控制模块202在分别进行检测数据和控制指令的发送前，也需要进行信号形式的转换，即将待发送的数字信号转换为相应的光信号，以供光纤链路203进行传输。
在上述实施例的基础上，当需要进行的检测的种类较多时，为了进一步减轻数据传输压力，如图5为本申请实施例提供的再一种运载火箭遥测***的结构示意图，作为一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，在一实施例中，箭载遥测模块201包括自检测装置2013；
其中，自检测装置2013，用于获取检测数据，根据检测数据进行自检测，生成自检测结果，并将自检测结果发送至地面控制模块202。
具体地，数据采集装置2011通过检测遥测模块内部的数据链路，将采集到的检测数据发送至自检测装置2013，由自检测装置2013根据检测数据对运载火箭进行相应的检测，并生成自检测结果。
其中，自检测结果所占的数据量通常小于用于进行检测的检测数据所占的数据量，此时仅需要将自检测结果发送至地面控制模块202即可，进一步减轻了数据传输压力，同时缓解了第一信号转换装置2012和第二信号转换装置2021的信号转换压力。
其中，地面控制模块202接收的检测数据是经过两次信号转换和长距离的光纤链路203传输后的检测数据，自检测装置2013接收的检测数据是经过检测遥测模块内部的短距离的数据链路传输后的检测数据，即自检测装置2013获取的检测数据相对于地面控制模块202获取的检测数据的时效性较强，且可靠性较高，从而提高了自检测结果的准确性。
在上述实施例的基础上，为了提高地面控制模块202对运载火箭的控制能力，如图6为本申请实施例提供的又一种运载火箭遥测***的结构示意图，作为一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，在一实施例中，箭载遥测模块201还包括参数配置装置2014；
其中，地面控制模块202，还用于向箭载遥测模块201发送配置参数指令；参数配置装置2014，用于根据配置参数指令调节运载火箭的配置参数。
需要解释的是，配置参数指令包括待调节的配置参数的参数类型和各配置参数的调节顺序等相关信息。
具体地，在一实施例中，在地面控制模块202根据其生成的检测结果，和/或自检测结果，确定运载火箭存在故障，且该故障可以通过调节运载火箭的配置参数来修复时，为了提高故障修复效率，地面控制器还用于：根据检测结果，和/或，自检测结果，对配置参数指令进行调整。
示例性的，若根据其检测结果和/或自检测结果确定该运载火箭的某执行结构发生了故障，但该故障不影响运载火箭的发射任务和/或飞行任务时，可通过调节该执行结构对应的配置参数，使该执行结构关闭，以使其在飞行和/或发射过程中不参与控制。
具体地，在一实施例中，对于可回收重复使用运载火箭，其发射任务状态存在多样性，配置参数的调节较为频繁，为了其配置参数的调节效率，地面控制模块202，还用于：获取预设发射任务要求，并根据预设发射任务要求生成配置参数指令。
其中，预设发射任务要求包括发射时间、发射经度、发射纬度以及发射时间等相关信息。
在上述实施例的基础上，为了避免运载火箭在发射过程中对光纤链路203造成拉扯，导致光纤链路203出现破损，如图7为本申请实施例提供的又一种运载火箭遥测***的结构示意图，作为一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，在一实施例中，光纤链路203上设有脱拔连接器2031。
其中，脱拔连接器2031，用于在运载火箭待发射时，接收地面控制模块202发送的脱拔信号，并根据脱拔信号做分离处理，以使光纤链路203断开。
需要解释的是，脱拔连接器2031是一种以单芯插头和适配器为基础组成的插拔式连接器，相关操作人员可以人工对其进行插合和分离处理。在本申请实施例中，为了提高该运载火箭遥测***的自动化性能，以节省人力资源，该脱拔连接器2031包括控制单元，控制单元可以根据接收到的脱拔信号，控制脱拔连接器2031进行分离处理。
示例性的，脱拔连接器2031在通电的情况下为插合状态，当控制单元接收到脱拔信号时，可以控制脱拔连接器2031中的电路断开。在电路断开后，脱拔连接器2031将自动分离，即光纤链路203被断开。
在上述实施例的基础上，由于火箭在发射过程中，火箭尾焰温度极高，在发射任务结束后，光纤链路203将受到严重的烧毁，即每次发射任务结束后，均需要对光纤链路203进行替换，替换过程较为繁琐，将耗费大量的人力资源，同时造成经济损失。
为了解决上述问题，如图8为本申请实施例提供的又一种运载火箭遥测***的结构示意图，作为一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，在一实施例中，在脱拔连接器2031与地面控制模块202之间的光纤链路203上设有光纤转换头2032；光纤转换头2032，用于在运载火箭发射时，隔绝运载火箭的尾焰。
需要解释的是，光纤转换头2032中设置有保护器件，且具备隔温功能，可以有效隔绝运载火箭的尾焰，以及已被烧毁的光纤链路203上的火焰和高温。
具体地，在完成运载火箭的发射后，仅需要对脱拔连接器2031和光纤转换头2032之间的一段光纤链路203进行替换处理，提高了替换效率，同时较少了经济损失。
其中，根据图1所示的现有的传统运载火箭遥测***的结构示意图，可以确定现有的传统的运载火箭遥测***在火箭在发射过程中，RS-422电路和中继器将会遭到严重的烧毁，经济损失严重。而本申请实施例提供的运载火箭遥测***每次仅有极少部分的光纤链路203被烧毁，光纤链路203的制造成本相对较低，降低了运载火箭的发射成本。
本申请实施例提供的一种运载火箭遥测***，包括：箭载遥测模块和地面控制模块；其中，箭载遥测模块包括数据采集装置，箭载遥测模块与地面控制模块通过光纤链路连接；地面控制模块，用于向箭载遥测模块发送控制指令；箭载遥测模块，用于获取控制指令，根据控制指令控制数据采集装置采集对应的检测数据，并基于光纤链路将检测数据发送至地面控制模块；地面控制模块，还用于获取检测数据，根据检测数据对运载火箭进行检测，并生成检测结果。上述方案提供的***，可以通过控制指令控制数据采集装置采集当前需要的检测数据，即每次仅传输当前需要的检测数据，减轻了数据传输压力，同时提高了数据传输效率，且该***中的检测数据是基于光纤链路进行传输的，传输速度快，进一步提高了数据传输效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种运载火箭遥测***，其特征在于，包括：箭载遥测模块和地面控制模块；其中，所述箭载遥测模块包括数据采集装置，所述箭载遥测模块与所述地面控制模块通过光纤链路连接；
所述地面控制模块，用于向所述箭载遥测模块发送控制指令；
所述箭载遥测模块，用于获取所述控制指令，根据所述控制指令控制数据采集装置采集对应的检测数据，并基于所述光纤链路将所述检测数据发送至所述地面控制模块；
所述地面控制模块，还用于获取所述检测数据，根据所述检测数据对所述运载火箭进行检测，并生成检测结果；
其中，所述箭载遥测模块包括自检测装置；
所述自检测装置，用于获取所述检测数据，根据所述检测数据进行自检测，生成自检测结果，并将所述自检测结果发送至所述地面控制模块；
所述地面控制模块，还用于获取预设检测要求，并根据所述预设检测要求生成所述控制指令；所述预设检测要求包括检测类型和检测时间。
2.根据权利要求1所述的运载火箭遥测***，其特征在于，所述箭载遥测模块还包括参数配置装置；
所述地面控制模块，还用于向所述箭载遥测模块发送配置参数指令；
所述参数配置装置，用于根据所述配置参数指令调节运载火箭的配置参数。
3.根据权利要求2所述的运载火箭遥测***，其特征在于，所述地面控制模块，还用于：
根据所述检测结果，和/或，所述自检测结果，对所述配置参数指令进行调整。
4.根据权利要求2所述的运载火箭遥测***，其特征在于，所述地面控制模块，还用于：
获取预设发射任务要求，并根据所述预设发射任务要求生成所述配置参数指令。
5.根据权利要求1所述的运载火箭遥测***，其特征在于，所述箭载遥测模块和地面控制模块均采用以太网通讯协议。
6.根据权利要求1所述的运载火箭遥测***，其特征在于，所述光纤链路上设有脱拔连接器；
所述脱拔连接器，用于在所述运载火箭待发射时，接收所述地面控制模块发送的脱拔信号，并根据所述脱拔信号做分离处理，以使所述光纤链路断开。
7.根据权利要求6所述的运载火箭遥测***，其特征在于，在所述脱拔连接器与所述地面控制模块之间的光纤链路上设有光纤转换头；
所述光纤转换头，用于在运载火箭发射时，隔绝所述运载火箭的尾焰。
8.根据权利要求1所述的运载火箭遥测***，其特征在于，所述箭载遥测模块包括第一信号转换装置，所述地面控制模块包括第二信号转换装置；
所述第二信号转换装置，用于将数字信号形式下的控制指令转换为相应的光信号形式下的控制指令，并将所述光信号形式下的控制指令发送至所述箭载遥测模块；
所述第一信号转换装置，用于将接收到的光信号形式下的控制指令转换为相应的数字信号形式下的控制指令；将数字信号形式下的检测数据转换为相应的光信号形式下的检测数据，并将所述光信号形式下的检测数据发送至所述地面控制模块；
所述第二信号转换装置，还用于将接收到的所述光信号形式下的检测数据转换为对应的数字信号形式下的检测数据。
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