[发明专利]一种航天发射火箭落点预测系统

说明书

本发明公布了一种航天发射火箭落点预测系统，本技术方法通过落点预测系统接入航天测控网络，从中根据雷达数据处理系统提供的数据，提取出火箭残骸和火箭飞行位置、速度信息，根据遥测数据处理系统提供的信息，提取出火箭残骸分离的时间，通过拟合仿真得到初步的分离点数据，结合飞行环境数学建模和气动特性分析，建立火箭残骸飞行动力学模型，通过落点影响因素分析，进行落点精确预报，缩小落区搜索范围，提升火箭残骸回收工作效率。

技术领域

本发明涉及一种航天发射火箭落点预测系统。

背景技术

现有单级火箭的最大速度一般不超过7km/s，无法将携带的载荷送入预定轨道，因此目前我国航天试验任务一般都是使用的多级火箭。多级火箭的每一级都是一个连同其控制设备在内的完整的推进装置，拥有自己的发动机、推进剂、贮箱与推进剂输送系统。在飞行过程中，多级火箭的各级按照程序指令启动、关闭发动机，然后依次抛掉，从而减少自身质量，以获取更高的飞行速度。为了连接和分离的方便，多级火箭的各级之间一般设有级间段，利用爆炸螺栓、爆炸定位销等联结件。火箭分离时，通过起爆联结件，将下面一级抛离。随后上面级获得更快的速度，而下面级的推进系统、控制系统和箭体则坠落至地面。

一般需将坠落的火箭残骸进行回收，而其中的运载火箭各级分离后，火箭残骸的落区回收一直是每次运载火箭发射试验工作的重要任务之一，特别是不少助推器和一级火箭残骸理论落点均位于居民区，这时回收工作更是涉及到各个方面。为保证落区的人员安全，需要提前将落区附近的群众予以疏散。

目前国内关于火箭残骸落点分布研究的资料极其缺乏，在国内的各类公开发表的资料上，仅有太原卫星发射中心提出的基于蒙特卡洛火箭残骸落区划定，虽然减少了部分范围，但横向范围依然超过12Km。在现有落区回收工作中，火箭残骸落点范围的预测主要仅仅依靠理论弹道进行大致的估算，以确定的火箭残骸落点可能分布区域。由于受各项未知因素影响，目前每次事先确定的火箭残骸理论落点范围区域巨大，回收工作牵涉了大量人力物力。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术存在的上述问题，提供一种提高运载火箭回收效率，缩小运载火箭搜索范围的方法，经多次试验证实，使用该方法预测火箭落点范围误差不差6KM。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种航天发射火箭落点预测系统，步骤为：

第一步、建立火箭残骸动力学模型：

通过建立与落区环境具体环境相符合，适用于火箭残骸坠落过程的火箭残骸动力学模型，获得火箭残骸落点范围，为火箭残骸落点预测提供基础；所述火箭残骸动力学模型是以建立飞行环境数学模型、分析分离点状态、分析残害气动特性为基础建立的；

第二步、分析落点影响因素及误差：

对第一步中获得火箭残骸落点范围进行误差分析，通过建立数学仿真模型，确定制导误差、再入误差和引力异常误差对落点的影响范围；通过比较计算数据和实际数据，确定后效误差对落点的影响范围；

第三步、根据第一步的火箭残骸落点范围和第二步中的误差对落点影响分析，完成火箭残骸落区预报。进一步，建立所述飞行环境数学模型包括以下步骤：

首先估算火箭残骸飞行范围，确定火箭残骸落区范围，在标准大气模型的基础上，再结合火箭残骸落区的实际地理特点和及时气象条件，然后便可获得相应的飞行环境数学模型，最终得出火箭残骸在坠落过程中不同时刻受到的气动影响状况。

进一步，获得所述分离点状态的步骤包括：

首先通过航天测控IP网获取火箭实时的位置和速度信息，然后重点研究分离点时间附近火箭残骸的状态信息，得到分离点状态。

进一步，获得所述火箭残骸气动特性的步骤包括：