一种火箭回收子级回收通信控制方法、系统、介质及设备

技术领域

本申请涉及火箭回收子级回收技术领域，尤其涉及一种火箭回收子级回收通信控制方法、系统、介质及设备。

背景技术

商业卫星星座密集组网对运载火箭具有很大的市场需求，特别是对低成本火箭的需求非常迫切。因此可回收式的运载火箭是降低卫星发射成本的重要途径。

可回收式运载火箭相对于传统的运载火箭来说，在发射卫星后，可将火箭的回收子级进行回收，重复利用。那么需要在火箭回收子级中增加导航定位装置，通过无线遥测遥控链路传递控制信息。

但是因火箭回收子级在返回段(回收子级从开始返回到着陆的过程)中姿态变化较大，且无线链路容易受多径、周围环境的影响，影响通信链路的稳定性，进而影响实现运载火箭回收子级回收的可靠性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种火箭回收子级回收通信控制方法、系统、介质及设备，以解决或者部分解决现有技术中在进行火箭回收子级回收时，通信链路不稳定导致火箭回收子级回收的可靠性得不到确保的技术问题。

本发明的第一方面，提供一种火箭回收子级回收通信控制系统，所述系统包括：

导航接收机，用于确定火箭回收子级的高精度定位数据；

测控设备，用于将所述高精度定位数据融合至火箭遥测数据中；

遥测发射天线，与地面程控天线建立下行通信链路，通过所述下行通信链路将所述火箭遥测数据发送至地面基站；

地面基站，用于根据所述火箭遥测数据确定火箭姿态数据，根据所述火箭姿态数据调整所述程控天线。

上述方案中，所述系统还包括：

基准站，用于将导航电文周期性地发送至地面基站；所述导航电文中包括有所述火箭回收子级的基准定位数据；

地面基站，用于接收由控制计算机发送的遥控指令，并将所述导航电文及所述遥控指令进行编码、调制及上变频处理。

上述方案中，所述系统还包括：

遥测接收天线，用于与所述地面程控天线建立上行通信链路，通过所述上行通信链路接收处理后的导航电文及所述遥控指令发送至所述测控设备。

上述方案中，所述导航接收机具体用于：

对导航电文进行解析，获得基准定位数据；

获得所述火箭回收子级的实时定位数据，将所述实时定位数据以及所述基准定位数据进行差分运算，获得高精度定位数据。

上述方案中，所述测控设备具体用于：

将所述高精度定位数据插入所述火箭遥测数据的目标数据帧中；

为所述目标数据帧添加预设的帧标识。

上述方案中，所述地面基站具体用于：

对所述火箭遥测数据进行解析，获得多个遥测数据帧；

根据目标数据帧的帧标识从所述多个遥测数据帧提取高精度定位数据；

对所述高精度定位数据进行解析，获得火箭的当前姿态数据；

根据所述当前姿态数据确定火箭回收子级的姿态角，若确定火箭回收子级的姿态角大于预设的第一角度阈值时，则根据火箭回收子级的姿态角调整程控天线的姿态角；

若确定火箭回收子级的姿态角大于预设的第二角度阈值时，则根据火箭回收子级的姿态角调整程控天线的波束角，使得所述程控天线对准所述火箭回收子级。

本发明的第二方面，提供一种火箭回收子级回收通信控制方法，所述方法包括：

利用导航接收机确定火箭回收子级的高精度定位数据；

利用测控设备将所述高精度定位数据融合至火箭遥测数据中；

利用遥测发射天线与程控天线之间的下行通信链路将所述高精度定位数据传输至地面基站；

利用所述地面基站对所述高精度定位数据进行解析，获得火箭回收子级的姿态数据，根据所述姿态数据调整所述程控天线的波束角。

上述方案中，所述利用测控设备将所述高精度定位数据融合至火箭遥测数据中，包括：

将所述高精度定位数据插入所述火箭遥测数据的目标数据帧中；

为所述目标数据帧添加预设的帧标识。

本发明的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第二方面中任一项所述方法的步骤。

本发明的第四方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第二方面中任一项所述方法的步骤。

本发明提供了一种火箭回收子级回收通信控制方法、系统、介质及设备，系统包括：导航接收机，用于确定火箭回收子级的高精度定位数据；测控设备，用于将所述高精度定位数据融合至火箭遥测数据中；遥测发射天线，与地面程控天线建立下行通信链路，通过所述下行通信链路将所述火箭遥测数据发送至地面基站；地面基站，用于根据所述火箭遥测数据确定火箭姿态数据，根据所述火箭姿态数据调整所述程控天线；如此，可全程跟踪火箭的运动，根据火箭姿态数据实时调整程控天线，使得程控天线与遥测发射天线、程控天线与遥测接收天线之间的通信保持稳定，进而提高火箭回收子级回收的可靠性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的火箭回收子级回收通信控制系统结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的火箭回收子级回收通信控制方法流程示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的计算机设备结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的计算机可读存储介质结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供一种火箭回收子级回收通信控制系统，如图1所示，系统包括：地面子系统和火箭子系统；

地面子系统包括：基准站1、地面基站2和程控天线3；火箭子系统包括：遥测接收天线4、测控设备5、遥测发射天线6、导航接收机7和导航天线8。

导航接收机7，用于确定火箭回收子级的高精度定位数据；

测控设备5，用于将高精度定位数据融合至火箭遥测数据中；

遥测发射天线6，与地面程控天线建立下行通信链路，通过下行通信链路将所述火箭遥测数据发送至地面基站；

地面基站1，用于根据火箭遥测数据确定火箭姿态数据，根据火箭姿态数据调整程控天线3的波束角。

本实施例中，需要预先创建导航接收机7与导航卫星之间的通信链路、基准站1和导航卫星之间的通信链路、程控天线3与遥测接收天线4之间的上行通信链路以及程控天线3与遥测发射天线6之间的下行通信链路。

那么基准站1可通过上行通信链路将导航电文数据发送至火箭子系统。

其中，遥测接收天线4包括2个，分别沿火箭本体周向对称布置(2个遥测接收天线4位置相对)，以使得火箭周向全方向可接收到导航电文及遥控指令。

遥测发射天线6包括2个，分别沿火箭本体周向对称布置(2个遥测接收天线7位置相对)，以使得遥测数据可沿火箭周向全方向发送。

具体来讲，基准站1可将导航电文周期性地发送至地面基站2；导航电文中包括有火箭回收子级的基准定位数据；

地面基站2，用于接收由控制计算机发送的遥控指令，并将导航电文及遥控指令进行编码、调制及上变频处理。

遥测接收天线4，用于与地面程控天线建立上行通信链路，通过上行通信链路接收处理后的导航电文及遥控指令发送至测控设备。

测控设备5将处理后的导航电文及遥控指令进行下变频、解调、解码处理，获得对应的导航电文及遥控指令，将导航电文和遥控指令转发至导航接收机，便于根据导航电文及遥控指令对火箭进行相应控制。

在火箭飞行阶段，导航接收机7可对导航电文进行解析，获得基准定位数据；

并利用导航天线8获得火箭回收子级的实时定位数据，将实时定位数据以及基准定位数据进行差分运算，获得高精度定位数据。

其中，导航天线安装与火箭舱壁及火箭回收子级的顶部，使得导航天线的收星(可接收到信号的导航卫星)数量尽可能多。

然后导航接收机7将高精度定位数据转发至测控设备5，测控设备5具体用于：

将高精度定位数据插入火箭遥测数据的目标数据帧中；

为目标数据帧添加预设的帧标识。

由于遥测数据是一帧一帧的形式进行发送的，因此测控设备5可以将高精度定位数据插入至遥测数据的某一数据帧中，这样，高精度定位数据会伴随遥测数据发送至地面基站中。

测控设备5还需要对遥测数据进行编码、调制、上变频处理后，再将处理后的遥测数据发送至地面基站2中。

地面基站2接收到处理后的遥测数据后，具体用于：

对火箭遥测数据进行解析，获得多个遥测数据帧；

根据目标数据帧的帧标识从多个遥测数据帧提取高精度定位数据；

对高精度定位数据进行解析，获得火箭的当前姿态数据；

根据当前姿态数据确定火箭回收子级的姿态角，若确定火箭回收子级的姿态角大于预设的第一角度阈值时，则根据火箭回收子级的姿态角调整程控天线的姿态角；

若确定火箭回收子级的姿态角大于等于预设的第二角度阈值时，则根据火箭回收子级的姿态角调整程控天线的波束角，使得程控天线对准火箭回收子级。

具体来讲，火箭回收子级在返回段的飞行轨迹可能会与预定轨迹存在偏差，火箭回收子级的姿态角(方位、俯仰和偏航)与也会随之变化，若姿态角偏差较大，会导致程控天线3与遥测接收天线4之间的上行通信链路以及程控天线3与遥测发射天线6之间的下行通信链路的通信质量不稳定。

因此本实施例根据当前姿态数据确定火箭回收子级的姿态角，若确定火箭回收子级的姿态角大于预设的第一角度阈值时，则调整程控天线3的姿态角，确保程控天线3对准火箭回收子级；若确定火箭回收子级的姿态角大于预设的第二角度阈值时，说明火箭回收子级姿态失稳，则调整程控天线3的波束角，使得波束尽可能的宽，增大无限信号的覆盖范围，进而提高上行通信链路及下行通信链路的通信稳定性，提高运载火箭回收子级回收的可靠性。其中，第一角度阈值小于第二角度阈值，第一角度阈值和第二角度阈值可基于实际情况设定，在此不做限制。

程控天线3中设置有定位设备，用于实施获得程控天线3的位置数据，地面基站2在需要调整程控天线3时，可根据程控天线3的位置数据及火箭回收子级的当前位置控制天线转台转动，将程控天线3对准火箭回收子级，再根据火箭回收子级的倾斜角度调整程控天线3的波束角，提高通信链路的可靠性。

基于与前述实施例同样的发明构思，本实施例还提供一种火箭回收子级回收通信控制方法，应用在上述系统中，如图2所示，方法包括：

S210，利用导航接收机确定火箭回收子级的高精度定位数据；

S211，利用测控设备将所述高精度定位数据融合至火箭遥测数据中；

S212，利用遥测发射天线与程控天线之间的下行通信链路将所述高精度定位数据传输至地面基站；

S213，利用所述地面基站对所述高精度定位数据进行解析，获得火箭回收子级的姿态数据，根据所述姿态数据调整所述程控天线的波束角。

在一种实施方式中，所述利用测控设备将所述高精度定位数据融合至火箭遥测数据中，包括：

将所述高精度定位数据插入所述火箭遥测数据的目标数据帧中；

为所述目标数据帧添加预设的帧标识。

可以理解的是，本实施例提供的方法是应用在上述火箭回收子级回收通信控制系统中的，因此本实施例中各个设备(比如地面基站、测控设备)的具体执行方式可参考上述系统中对应的描述，故在此就不再赘述。

基于同样的发明构思，本实施例提供一种计算机设备300，如图3所示，包括存储器310、处理器320及存储在存储器310上并可在处理器320上运行的计算机程序311，处理器320执行计算机程序311时实现前文所述方法的任一步骤。

基于同样的发明构思，本实施例提供一种计算机可读存储介质400，如图4所示，其上存储有计算机程序411，该计算机程序411被处理器执行时实现前文任一所述方法的步骤。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种火箭回收子级回收通信控制方法、系统、介质及设备，系统包括：导航接收机，用于确定火箭回收子级的高精度定位数据；测控设备，用于将所述高精度定位数据融合至火箭遥测数据中；遥测发射天线，与地面程控天线建立下行通信链路，通过所述下行通信链路将所述火箭遥测数据发送至地面基站；地面基站，用于根据所述火箭遥测数据确定火箭姿态数据，根据所述火箭姿态数据调整所述程控天线的波束角；如此，可全程跟踪火箭的运动，根据火箭姿态数据实时调整程控天线的波束角，使得程控天线与遥测发射天线、程控天线与遥测接收天线之间的通信保持稳定，进而提高火箭回收子级回收的可靠性。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的网关、代理服务器、系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。